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第三章 声和超声 Sound and ultrasonic sound 第三章 声和超声 掌握：声压、声强、声强级、声压级、 多普勒效应 熟悉：声阻、响度级、超声诊断物理原理 了解：听力曲线、超声波的特性与作用 第一节 声波 1、传播形式：在气体和液体中，纵波； 在 固体中，纵波和横波。 2. 传播速度：与媒质的性质和温度有关， 与频率无关； 3. V固V液V气 二、描述声波的物理量 声压定义：媒质中有声波传播时的压强和 无声波传播时的原始压强之差 2、声阻（acoustical impedance） （1） 定义： Pm = ?c Vm Z=?c，单位：瑞利（N·S·m-3） 3、声 强（sound intensity） 定义: 能流密度 单位：瓦／米2 声 强、声压的关系： 第二节 声强级、声压级 、响度级 一、声强级(Sound Intensity level，SIL) 1、定义 例1：一只喇叭的声强级为60db，则这样的两只喇叭同时发音，那么声强级是多少分贝？ 二、声压级 (Sound Pressure level，SPL) 1、定义 3. 响度级 第三节 多普勒效应(Doppler effect) 研究对象 研究波源频率 f 和观察者接收到的频 率 f′间关系。 f 为单位时间内波源所发出的波数 。 f′为单位时间内观察者接收到波数。 3.分类讨论 2、VS＝0 VO≠0 O→S运动：这时是波数增加 2、 VS≠O VO=0 波长变化 S静止 4、 VO≠0 VS≠O 例4：一火车汽笛的频率为650Hz，火车的速度为15m/s,（c=340m/s)问： 1）驶向静止观察者 2）离开静止的观察者时所接收到的波长和频率是多少？ 例5：如图, B为声源, 发出频率为400Hz的声音,同时以5m/s的速度沿垂直于墙C的方向运动,A为静止观察者,声速为340m/s,求: 1）墙反射的频率 2）A接收到的拍频 3）B上接收器接收到墙反射的声频 解:1) 墙C反射的频率就等于墙C接收到的频率 B向墙C运动,vs=5m/s 因为A与墙C都静止 A接收到墙C反射的频率为406Hz 第四节 超声波（Ultrasonic Wave） 一、超声波的发生与接收（自学） 二、超声波的特性 三、超声波对物质的作用 四、超声波在医学上的应用 （超声诊断仪） 二、超声波的特性 1、方向性好； 2、穿透性强； 3、反射显著； 4、功率较大。 三、超声波对物质的作用 1、机械作用； 2、热作用； 3、空化作用。 四、超声波在医学上的应用 诊断原理： 超声波→声阻不同的界面→回波 （echo）→幅度（辉度） 信号显示方式：幅度调制和辉度调制 几种不同功能的超声诊断仪： 1、A 型超声诊断仪 2、B 型超声诊断仪 3、M 型超声诊断仪 4、多普勒超声诊断仪（D型) 几种不同功能的超声诊断仪： 1. A 型超声诊断仪 2. B 型超声诊断仪 3. M 型超声诊断仪 4、多普勒超声诊断仪（D型) 例3：80db的声波，其能流密度是多少？单位时间内垂直通过单位面积上的平均能量是多少？ 幅度调制型 显示屏 一维 深度（时间） 一维 反射波强度 诊断一维图像 属于辉度调制型 显示屏 一维 深度（时间） 一维 宽度 诊断一维平面图像 属于辉度调制型 显示屏 一维 深度 一维 时间 诊断一直线各组织界面 随时间变化曲线 原理图 * * 一、声波的物理特性 声音在空气中传播为纵波，是疏密波， 引起压强的局部变化。 1、声压（sound pressure) 瞬时值 幅值 有效值 ( V = I R ) ΔZ↑ → αir↑ （2） 强度反射系数 同一媒质中 10-12 w/m2 ? I ? 1 w/m2 人耳对声音强弱的反应由二个因素： 声波强度，它取决于声音的强度 声波频率，它取决于声调的高低 SIL= 0 db SIL= 12 0 db 2、引起听觉的最小声强