海洋中的声光现象课件.pptxVIP

海洋中的声、光传播及其应用;

10.1声波在海洋中的传播

;;四、1、声速：波在水中的传播速度约为1500m/s，比在空气中的传播速度330m/s大四倍。声源每秒振动的次数称频率，单位是赫兹(Hz)。人耳可听到的最高频率约为20×103Hz，因此在20×103Hz以上的声波称为超声波。人耳可听到的最低频率约为20Hz，低于20Hz以下的声波称为次声波。两个相邻密层(或疏层)之间距离就是波长，频率与波长成反比。

2、声场：声波作用的空间范围。

3、声线：波长与介质的不均匀尺度相比可忽略，以射线方法定性描述声波传播轨迹。基于折射定律。

4、折射(refraction)、反射(reflection)定律：声线总是向声速小的方向弯曲。;五、几个基本概念

1、声压和声强

声压：由于声波作用而产生的压强叫“声压”。声波在传播过程中，空气中任一点附近质点由于声波作用，时而疏松，时而紧密，因而压强也相应地忽强、忽弱变化。当介质中有声波传播时该点的压强与没有声音到达时的压强之差叫做该点的声压。声压的单位是牛顿/米2，又称帕。声压的大小和传声介质中质点在声波作用下振动速度、介质的密度以及声波的传播速度有关。

声强：声强是指单位时间内通过垂直于声波传播方面单位面积的平均声能量。

2、声级：通常用分贝表示。实测的声强于参考声强之比，取以10为底的对数，然后再乘以10，即为分贝数。

;1.2声波在海水中的传播速度与

温、盐和压的关系;二、声速c与海水中温、盐和压的关系;三、声速垂直分布(verticaldistributionofsoundspeed);;;1.3海洋声学特性(Acousticcharacterofocean)

;3、海底声学特性(acousticcharacterofseafloor)：

???声波经过海底不仅有纵波也产生横波。反射和吸收是海底声学的重要物理量。与海底的密度和其中的声速度有关。海底岩石组成、表面粗糙度、密度及孔隙率有关。

4、海洋内部不均匀性对声波影响(effectofasymmetryofoceantoacousticwave)：

???气泡、冷暖水体、湍流、内波和深水声散射层等，都可引起声场起伏。;1.4、声波在海洋中的传播(Transmissionofsoundinsea);分裂型：

???某层存在声速最大层，声能部分向上部分向下折射，使到达某区的声能减小，存在声阴影区。秋季，混合层下出现温跃层(Thermohaline)。;水下声道(sofarchannel)：

???由跃层效应，在温跃层以下深水区，水温随深度增加变化减小，压力对声速的影响显著，使c(z)曲线有极小值。若声源在此附近，从声源发出的声线束将向声速极小值所在的水层弯曲，此时声能大部分限制在此水层间，没经过海面和海底的反射、散射和吸收，声能损失很少，像在水下存在一声能传播的通道，因此传播距离很远，称水下通道。

???;Atabout1000mthecombinationofsaltcontenttemperatureandpressurecreatesazoneofminimumvelocityforsound,thatsthesofarchannel

???按声道轴（声速最小层所在水层）所处位置可分：深水声道(或水下声道)和浅水声道（或表面声道），前者深度各大洋不同，大西洋中纬1260m附近，太平洋中纬则900m深的地方。后者常不稳定，因为表面波浪和大量气泡引起的散射使声能损失了一部分能量。???

???水下声道的应用：在三个不同方位设置声发（SOFAR）系统，用于海上救援等。;1.5、海洋噪声(Noiseinocean)

;10.2海洋中的光现象(LightintheSea);二、海水的光学特性(Opticalcharacterofseawater)

;2、海水对光的散射(scatter)

???散射系数随深度增加指数衰减。

分子散射：瑞利定律

???粒子散射：梅氏效应

3、海水对光的衰减(attenuation)：

???既是吸收和散射。

衰减系数等于吸收系数和散射系数之和。

;三、透明度和水色(TransparencyWatercolor)

;海洋水色?海水的颜色，从深蓝到碧绿，从微黄到棕红。大洋海水颜色多为蔚蓝，沿岸海水则多呈淡绿色。海水的颜色由海水的光学性质及海水中悬浮物的颜色所决定。常用福绿尔水色计与白色圆板所显示的颜色进行比较来确定水色。