物理声学-声学-物理学习资料
编辑： admin 2017-27-02
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声学是研究媒质中机械波（即声波）的科学,研究范围包括声波的产生,接受,转换和声波的各种效应.同时声学测量技术是一种重要的测量技术,有着广泛的应用.
最简单的声学就是声音的产生和传播,这也是声学研究的基础.
声音是由物体振动产生的.
声音的传播需要介质,它可在气体、液体和固体中传播,但真空不能传声.声音在不同物质中的传播速度也是不同的,一般在固体中传播的速度最快,液体次之,在气体中传播得最慢.并且,在气体中传播的速度还与气体的温度和压强有关.
有规律的悦耳声音叫乐音,没有规律的刺耳声音叫噪音. 响度、音调和音色是决定乐音特征的三个因素.
响度.物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度.声音的响度大小一般与声源振动的幅度有关,振动幅度越大,响度越大.分贝（dB）则长用来表示声音的强弱.
音调.物理学中把声音的高、低称为音调.声音的音调高低一般与发生体振动快慢有关,物体振动频率越大,音调就越高.
音色.音色又叫音品,它反映了声音的品质和特色.不同物体发出的声音,其音色是不同的,因此我们才能分辨不同人讲话的声音、不同乐器演奏的声音等.
另外,有许多声音是正常人的耳朵听不到的.因为声波的频率范围很宽,由10-4Hz到1012Hz,但正常人的耳朵只能听到20Hz到20000Hz之间的声音.通常把高于20000Hz的声音称为超声波,低于20Hz的声音称为次声波,在20Hz到20000Hz之间的声音称为可闻声.
声学分支
依据研究方法可分为：物理声学（波动声学）几何声学（射线声学）统计声学
依据研究对象可分为：电声学次声学超声学噪声学非线性声学
依据应用范围：大气声学水声学生物声学（医疗声学）语言声学心理声学
提示：
声音是通过物质的震动传播的，在真空状态没有空气震动所以声音不能传播.
类似问题
类似问题1：甲乙两同学分别位于一座铁桥两端,甲同学用榔头敲一下铁桥栏杆,乙同学在另一端听到两次敲击声,声音间隔为0.5秒,问桥长多少米?[物理科目]
声音在空气中的传播速度是340m/s吧,如果是
设桥长为L m
L/340 - L/5200 = 0.5
L约= 181.89 m
类似问题2：物理,声学钓鱼时,人们最讨厌有人从旁边走过,因为鱼儿会被吓跑,这说明______可以传声．我填的液体,答案是固体,理解不了啊,求解释.说错了，题目是“最讨厌有人在旁边说话”[物理科目]
这么说吧,声音在固体和液体及气体的传播速度是不同的.其实考点是这个.
因条件不同,一般的固体速度大于液体,大于气体.差好多倍呢!
类似问题3：物理学——声学1.某人在山谷发声,1秒听到第一次回声,又过2秒听到第二次回声.则山谷宽是多少?2.汽车距山崖700米,鸣笛向前进400米听到回声,[物理科目]
1)
设此人到山谷两边的距离分别为x和y,x 由1秒听到第一次回声得 2x=340*1 x=170m 由又过2秒听到第二次回声得 2y=340*(1+2) y=510m 山谷宽为 S=x+y=680m 2) 声速V'=340m/s,设车速为V 从鸣笛到听到回声,声音的路程S=700+(700-400)=1000m 声音传抪S的时间S/V'=车前进400m所用的时间400/V 即 1000/340=400/V 车速V=136m/s 车速太大,不合实际.是不是前进40米听到回声?如果是前进40米听到回声,则(700+700-40)/340=40/V,V=10m/s=36km/h,比较合乎实际 在日常生活中,我们都会有这种经验：当一列鸣着汽笛的火车经过某多普勒效应3观察者时,他会发现火车汽笛的声调由高变低.为什么会发生这种现象呢?这是因为声调的高低是由声波振动频率的不同决定的,如果频率高,声调听起来就高；反之声调听起来就低.这种现象称为多普勒效应,它是用发现者克里斯蒂安·多普勒的名字命名的,多普勒是奥地利物理学家和数学家.他于1842年首先发现了这种效应.为了理解这一现象,就需要考察火车以恒定速度驶近时,汽笛发出的声波在传播时的规律.其结果是声波的波长缩短,好像波被压缩了.因此,在一定时间间隔内传播的波数就增加了,这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因；相反,当火车驶向远方时,声波的波长变大,好像波被拉伸了.因此,声音听起来就显得低沉.定量分析得到f1=（u+v0）/（u-vs）f ,其中vs为波源相对于介质的速度,v0为观察者相对于介质的速度,f表示波源的固有频率,u表示波在静止介质中的传播速度.当观察者朝波源运动时,v0取正号；当观察者背离波源（即顺着波源）运动时,v0取负号.当波源朝观察者运动时vs前面取负号；前波源背离观察者运动时vs取正号.从上式易知,当观察者与声源相互靠近时,f1＞f ；当观察者与声源相互远离时.f1＜f 设声源S,观察者L分别以速度Vs,Vl在静止的介质中沿同一直线同向运动,声源发出声波在介质中的传播速度为V,且Vs小于V,Vl小于V.当声源不动时,声源发射频率为f,波长为X的声波,观察者接收到的声波的频率为：f'=(V-Vl)V/[(V-Vs)X]=(V-Vl)f/(V-Vs) 所以得 （1）当观察者和波源都不动时,Vs=0,Vl=0,由上式得f'=f （2）当观察者不动,声源接近观察者时,观察者接收到的频率为 F=Vf/(V-Vs) 显然此时频率大于原来的频率 由上面的式子可以得到多普勒效应的所有表现 （0.4+0.6+0.4）-（0.4+0.6）=0.4s s=vt=（0.4+0.6+0.4）÷2×340=238m ：A.C.B: 人在c点处,第一次声音是由A反射回来的.故AC=(1/2)*340*0.4=68m 同理：第二次声音是由B反射回来的.但时间要注意,在声音有C→A的同时,声音也由C→B,即C→B的实际时间为0.4+0.6=1.0s.从而BC=(1/2)*340*1.0=170m 所以楼之间的距离为：AB=68m+170m=238m 再来看时间问题,如图所示： A.C.D.B 第二次的回声时,已经过了0.6s了,而我们由上面知道,C到B的声音只要0.5s,这说明声音已经被B反射了,我们假设到了D点.此时我们可以算出距离CD=170m-340*(0.6s-0.5s)=136m 此时,第二次的回声刚好在C点向A传播,我们只要比较C→A→C和D→C的时间谁短,就可以知道第三次的回声还要经过多久了. 我们来看,知道C→A→C的路程为68*2=136m这和D→C的距离一样的,故任取其一都可以. 故时间为t=136/340=0.4S类似问题4：某人站在火车轨道旁,一列正在鸣笛的火车飞驰而过,则他听到的鸣声的频率如何变化?[物理科目]
类似问题5：声学某人在两座相距较远的高楼之间,点燃了一枚爆竹,0.4秒后,听到第一次回声,再过0.6秒听到第二次回声,问,再经过多久才能听到都三次回声?两座高楼之间的距离为多少?（声音在空气中的传[物理科目]