6-3 波的能量 声强级

物理学教程,（第二版）,第六章 机械波,6 3,波的能量 声强级,一 波动能量的传播,当机械波在媒质中传播时，媒质中各质点均在其平衡位置附近振动，因而具有振动动能,.,同时，介质发生弹性形变，因而具有弹性势能,.,以一列绳线上的横波为例分析波动能量的传播,.,O,y,取,长度为,d,x,的体积元,体积元在平衡位置（,a,）,时，动能、势能和总机械能均最大,.,体积元在位移最大处（,b,）,时，三者均为零,.,波动是能量传递的一种方式,.,O,y,O,y,波动的能量与振动能量的区别,波动的质元的能量,E,k,、,E,P,同时达到最大，同时为零，总能量随时间周期变化，质元的机械能不守恒。,振动的能量,E,k,、,E,P,相互交换，系统总机械能守恒。,二 波的能流和能流密度,能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量,.,平均能流：,能流密度,(,波的强度,),I,:,通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流,.,u,d,t,S,在弹性介质中传播的机械纵波，一般统称为声波,.,可闻,声波,20 20000 Hz,次,声波,低于,20 Hz,超,声波,高于,20000 Hz,声强：,声波的能流密度,.,*二 声强级 超声波和次声波,贝尔（,B,）,声强：,声波的能流密度,.,分贝（,dB,）,能够引起人们听觉的声强范围：,声强级：,人们规定声强 （即相当于频率为,1000 Hz,的声波能引起听觉的最弱的声强）为测定声强的标准,.,如某声波的声强为,I,，,则比值 的对数，叫做相应于,I,的声强级,L,I,.,声源,声强,W/m,2,声强级,dB,响度,引起痛觉的声音,1,120,摇滚音乐会,10,-1,110,震耳,交通繁忙的街道,10,-5,70,响,通常的谈话,10,-6,60,正常,耳语,10,-10,20,轻,树叶的沙沙声,10,-11,10,极轻,引起听觉的最弱声音,10,-12,0,几种声音近似的声强、声强级和响度,超声波在科学研究和生产上的应用,声纳探测器,:,船只上的发射器先向海底发射超声波，然后通过仪器接收和分析反射回来的讯息，从而得到整个海床的面貌,.,超声波频率高（可达 ）、能量大、穿透本领大，可用于测量海洋深度，海底地形，探测沉船和鱼群；工业探伤,;,医学上用超声波显示人体内部病变部分图象等,.,1.,在检测中的应用,B,超,:,因为不同身体构造反射是不同的，所以高频率声音,(,超声波,）,可用来作医学成像,.,越短的波长，得到的解像度就越高,.,2.,在加工处理和医学治疗中的应用,超声波,在液体中会引起,空化作用,它可用于捣碎药物制成各种药剂,食品工业上用于制作调味剂,建筑业上用于制作水泥乳烛液,.,超声波,可以用来弄碎肾石,消毒食物，因为高速的振动会令细菌难以抵抗,.,超声波亦可以用来清除眼镜或饰物的污垢,.,多普勒超声波扫描术,:,利用多普勒效应,反射超声波物体的运动会改变回声的频率,可测量血流速度,.,3,.,超声电子学,利用超声元件代替电子元件制作在 内的延迟线,振荡器,谐振器,带通滤波器等仪器,可广泛用于电视、通讯、雷达等方面,.,次声,（）：在火山爆发、地震、陨石落地、大气湍流、雷暴、磁暴等自然活动中都会有次声产生，次声是研究地球、大气、海洋运动的有力工具,.,次声波武器,:,用振荡频率与人体大脑节律或人体内脏器官固有频率相近的次声波,使人神经错乱或破坏内脏至死亡,.,这是目前威力最大的声波武器,.,