平均能流密度声强与声压.pptxVIP

§10.4平均能流密度·声强与声压§10.4.1介质中的能量分布§10.4.2平均能流密度§10.4.3声强与声强级§10.4.4声压·声强和声压的关系§10.4.5声波的衰减·超声波的优势§10.4.6波的反射和透射·半波损失

§10.4平均能流密度·声强与声压§10.4.1介质中的能量分布1.波的能量每个体元振动所具有的动能之和2.能量密度每个体元形变所具有的势能波场中单位体积的能量

体元振动的动能：3.细棒中机械横波能量密度体元质量m=?dVyO体元形变势能：

弹性力关系切变模量若细棒中传播的是简谐波

又体元总机械能：

(2)E最大值出现在形变最大处(1)Ek=Ep随时间周期性变化，周期为波动周期的一半.即T=???4.讨论波形极大极小(3)波动的能量与振动能量是有区别的.

CBA平均能量密度能量密度普适结论

01平均能流密度——单位时间通过垂直于波的传播方向上单位面积的平均能量.添加标题02平均能流密度添加标题03简称能流密度，或波强(坡印廷矢量).添加标题04平均能流密度是矢量,方向沿波的传播方向.添加标题0510.4.2平均能流密度添加标题

2.波的功率P（平均能流）功率——单位时间通过截面S的平均能量S为任意曲面时波源功率S与I垂直P=ISS与I不垂直,I与S法向成?角,P=IScos?

[证明]平面波,在垂直于I方向取两平面S1=S2以,平面波振幅相等：[求证]在均匀不吸收能量的媒质中传播的平面波在行进方向上振幅不变.得证.

球面简谐波的波函数：球面波对球面波：P1=P2即I1S1=I2S2即振幅与离波源的距离成反比。

声波：10.4.3声强与声强级声波——能引起听觉的机械波次声波：人的听觉与频率和声强有关.最低声强（闻阈）I0=10-12W/m2(约1000Hz)最高声强（痛阈）I?10W/m2(约1000Hz)声强——声波的波强超声波：0102

I0为人耳听得到的最小声强（标准声强）.定义声强级声波传播的速度几乎与频率无关，而速度与介质的密度有关，所以声波传播的速度对于温度和压强的变化很敏感.人耳所感受到的声音的响度.声强级——

（红线为等响度线）语言区域痛阈闻阈?/HZ20100050010050001000002040608010012010-210-410-610010-810-1010-12L/dbI/W?m-2

引起痛觉的声音炮声铆钉机交通繁忙的亍道通常谈话耳语引起听觉的最低声音树叶沙沙声声源声强/W?m-21110-210-510-610-1010-1110-12声强级/dB震耳响正常轻极轻120100706020100120

噪声的利用噪声，一向为人们所深恶痛绝。但是，也许你不知道，随着现代科学技术的发展，人们已能利用噪声造福人类。单击此处添加小标题噪声除草科学家发现，不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理，人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发，这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草，用“欲擒故纵”的妙策，保证作物的顺利生长。单击此处添加小标题噪声诊病美妙、悦耳的音乐能治病，这已为大家所熟知。但噪声怎么能用于诊病呢？最近，科学家制成一种激光听力诊断装置，它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时，它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声，振动耳膜，然后微型电脑就会根据回声，把耳膜功能的数据显示出来，供医生诊断。它测试迅速，不会损伤耳膜，没有痛感，特别适合儿童使用。单击此处添加小标题此外，还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。最近科学家又提出一种声波清除法，利用噪声来消除噪声，……看来，掌握科学知识并善于利用它，可以为人类做许许多多有益的事。单击此处添加小标题

§10.4.4声压·声强和声压的关系波不仅传递能量还传递动量.伴随波的传播，还存在压强的传播.声压p是有声波传播的空间某一点在某一瞬时的压强p0是没有声波时的压强xyOeff?yaybaa?bb?yccc?d

设简谐波方程添加标题体元速度添加标题若波沿负x方向传播添加标题声压波方程可表示为添加标题波阻添加标题声压幅添加标题或

10.4.