1、第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波3-7 声波和超声波声波和超声波正常人耳能听到的声音的频率范围正常人耳能听到的声音的频率范围次次 声声超超 声声蝴蝶振翅蝴蝶振翅20Hz20000Hz蝙蝠利用蝙蝠利用超声导航超声导航第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波罩罩外所外所听听到到铃声铃声就越來越微弱就越來越微弱电铃电铃真空泵抽去空真空泵抽去空气气声声音不能在真空中音不能在真空中传传播播第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波太空人只能透太空人只能透过无线电过无线电互相互相联系联系第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波 设在弹性媒质中有一平面余弦纵波设在弹性媒质中有一
2、平面余弦纵波,为密度为密度,u为声速为声速 媒质中有声波传播时的压强与无声媒质中有声波传播时的压强与无声波传播时的压强之差称为声压波传播时的压强之差称为声压.一一.声压声压 稀疏区声压为负稀疏区声压为负,稠密区声压为正值稠密区声压为正值.由于疏密的周期性由于疏密的周期性,声压也是周期变化声压也是周期变化.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波可以证明声压可以证明声压p为:为:声压的振幅为:声压的振幅为:二二.声强、声强级声强、声强级声强声强就是声波的能流密度就是声波的能流密度.式中式中声阻抗声阻抗:表征介质性质的物理量表征介质性质的物理量.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波
3、几种物质的声阻几种物质的声阻物质物质空气空气(20C)水水(20C)石蜡油石蜡油有机玻璃有机玻璃声阻声阻(N.s/m3)4151.481051.1861063.21105脂肪脂肪肌肉肌肉脑脑密质骨密质骨物质物质声阻声阻(N.s/m3)1.361061.931061.561066.12106第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波声强级声强级:引起人的听觉的声波引起人的听觉的声波,不仅频率有不仅频率有一个范围一个范围,而且还有一定的声强范围而且还有一定的声强范围.大约大约为为1012瓦瓦/米米2-1瓦瓦/米米2.声强太小听不见声强太小听不见,太大会引起痛觉太大会引起痛觉.由于可闻声强的数量
4、级相差悬殊由于可闻声强的数量级相差悬殊,另外另外当耳朵接收到声波后当耳朵接收到声波后,主观上产生的响度感主观上产生的响度感觉不是正比于声强觉不是正比于声强,而是与强度的对数成正而是与强度的对数成正比比.通常用声强级来描述声音的强弱通常用声强级来描述声音的强弱.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波 规定声强规定声强 I0=10-12瓦瓦/米米2作为作为测定声测定声强级的标准强级的标准.定义声强级定义声强级L L为:为:单位为贝耳单位为贝耳(Bel)1Bel=10dB 单位为分贝单位为分贝(dB)(dB)注意:注意:声强级不能直接相加减声强级不能直接相加减.如如:一台一台机器噪音机器噪音
5、50dB,增加一台机器增加一台机器,总噪音为总噪音为53dB,而不是而不是100dB.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波三三.等响曲线等响曲线声波的客观物理量声波的客观物理量:频率频率、强度强度和和倍频倍频.人耳对声音的主观感觉物理量人耳对声音的主观感觉物理量:音调、音调、响度和音品响度和音品(音色音色).).音调:音调:音调的高低取决于振动的频率音调的高低取决于振动的频率,频频率高的声波音调高率高的声波音调高.响度:响度:响度是人耳对声音强弱的主观感响度是人耳对声音强弱的主观感受受,它取决于声强它取决于声强,也与频率有关也与频率有关第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波音
6、色音色不同的声源发出同一音调的声音时不同的声源发出同一音调的声音时,声声音的品质不同音的品质不同.这是由于两列声波的频率相同这是由于两列声波的频率相同,但波形但波形不同不同,从而音色就不同从而音色就不同.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波最单纯的声音的波形是正弦波最单纯的声音的波形是正弦波.复杂声音可看作一个基音和若干频率复杂声音可看作一个基音和若干频率是基音频率整数倍的泛音迭加而成是基音频率整数倍的泛音迭加而成.基音的频率决定音调基音的频率决定音调,泛音的构成(频泛音的构成(频谱)决定音色谱)决定音色.0123456A 第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波语言区域语言区
7、域痛阈痛阈闻阈闻阈/HZ20100050010050001000002040608010012010-210-410-610010-810-1010-12L/dbI/W m-2等响曲线等响曲线第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波闻阈闻阈 10-12 0痛阈痛阈 1 1201 120伤害人体伤害人体 10 13010 130正常呼吸正常呼吸 10 10-11-11 10 10悄悄话悄悄话 10 10-10-10 20 20摇滚乐摇滚乐 0.3 1150.3 115电动切草机电动切草机 10 10-2-2 100 100重型卡车重型卡车 10 10-3-3 90 90大声喊叫大声喊叫 1
8、0 10-4-4 80 80室内正常谈话室内正常谈话 3 310 10-6-6 65 65声音声音 声声 强强(W(W m m 2 2)声强级声强级(dB)(dB)几种声音的声强及声强级数几种声音的声强及声强级数第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波人和一些动物的发声频率和听觉频率范围人和一些动物的发声频率和听觉频率范围第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波噪声噪声:1、物理上指不规则的、间歇的或随机的声振动、物理上指不规则的、间歇的或随机的声振动.2、指任何难听的、不和谐的声或干扰、指任何难听的、不和谐的声或干扰.噪声是由不同频率、不同振幅的声音无规则地噪声是由不同频率、不同
9、振幅的声音无规则地组合在一起而出现的组合在一起而出现的.广义上说广义上说,任何不需要的声音任何不需要的声音都属噪声都属噪声;狭义上说狭义上说,噪声是指大于噪声是指大于 90dB 以上以上,对人对人的工作、健康有影响的声音的工作、健康有影响的声音.强烈的噪声(强烈的噪声(160dB以上)不仅可损坏建筑物以上)不仅可损坏建筑物,而且还会使发声体本身因疲劳而受到破坏而且还会使发声体本身因疲劳而受到破坏.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波四四.声波的反射与折射声波的反射与折射反射系数:反射系数:对于垂直入射介质界面的声对于垂直入射介质界面的声波来说波来说,反射波的声强反射波的声强I1和入射
10、波的强度和入射波的强度I0 0之比之比.折射系数:折射系数:折射波的声强折射波的声强I2和入射波的强和入射波的强度度I0之比之比.超声诊断时超声诊断时,探头抹液体石蜡探头抹液体石蜡.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波五五.多普勒效应多普勒效应 这一现象是多普勒于这一现象是多普勒于18421842年发现的年发现的.为了证明这为了证明这一效应一效应,多普勒请一个乐队在一列火车的平板车车厢多普勒请一个乐队在一列火车的平板车车厢上演奏上演奏,他站在火车经过的道路旁他站在火车经过的道路旁,当火车驶近时当火车驶近时,他他听到的乐队奏出的音符比平时要高;当火车远去时听到的乐队奏出的音符比平时要高
11、;当火车远去时,听到音调降低了听到音调降低了.然后他坐在火车上然后他坐在火车上,乐队在道路旁演乐队在道路旁演奏奏,多普勒得到了同样的结果多普勒得到了同样的结果.因波源与观测者有相对运动而使观因波源与观测者有相对运动而使观测者所接收到的波的频率发生变化的现测者所接收到的波的频率发生变化的现象叫做多普勒效应象叫做多普勒效应.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波 设设vs 、vo 分别表示波源、观察者相对于介质分别表示波源、观察者相对于介质的运动速度的运动速度,以以u表示声波波速表示声波波速,以以 和和 表示声波表示声波的频率和波长的频率和波长
12、.1)波波源源静静止止,观观察察者者向向着着波波源源方方向向以以相相对对于于介介质质速度速度vo 运动运动整个波以速度整个波以速度u+vo 经过观察者经过观察者第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波 观察者接收到的波的频率观察者接收到的波的频率观察者远离波源运动时观察者远离波源运动时,接收到的波的频率接收到的波的频率 频率变高频率变高 频率变低频率变低频率频率-单位时间内波动传播的距离内单位时间内波动传播的距离内所包含的完整波的数目所包含的完整波的数目.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波2)观察者静止观察者静止,波源向着观察者运动波源向着观察者运动第三章第三章 机械振动和机
13、械波机械振动和机械波 在一段时间在一段时间t内内,波源发出波源发出的波数为的波数为 t个个,与此同时波源与此同时波源移动的距离为移动的距离为vst,t=0时发出的时发出的声波走了一段距离声波走了一段距离ut.这这 t个波均匀地分布在个波均匀地分布在距离距离ct-ut之内之内,它们的波长是它们的波长是vst第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波观察者测得的频率观察者测得的频率频率变高频率变高 波源背离观察者时波源背离观察者时,观察者观察者测得的频率测得的频率频率变低频率变低 vst第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波3)3)波波源源
14、和和观观察察者者同同时时在在同同一一波波线线上上相相对于介质运动对于介质运动波源运动的速度波源运动的速度vs 观察者速度观察者速度vo 波源静止波源静止,观察者运动观察者运动,波传播的速度波传播的速度 波源运动波源运动,观察者静止观察者静止,波长波长综合两种情况综合两种情况,观测到波的频率观测到波的频率第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波 式中式中,观察者向着波源方向运动时观察者向着波源方向运动时,vo 前取正号前取正号,离开时取负号离开时取负号;波源向着观察者波源向着观察者运动时运动时,vs前取负号前取负号;离开时正号离开时正号.当波源与观察者的运动不在两者的连当波源与观察者的运动
15、不在两者的连线上时线上时,将速度在连线上的投影值代入式中将速度在连线上的投影值代入式中.记住记住 只要接近只要接近,频率增大频率增大;离开频率减小离开频率减小.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波水波的多普勒效应(波源向左运动)水波的多普勒效应(波源向左运动)第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波 当波源运动的速度当波源运动的速度vS 超过波速时超过波速时,波源将波源将位于波前的前方位于波前的前方,前述的计算公式不再有意义前述的计算公式不再有意义.波源发出的波的各波前的切面形成一个圆锥面波源发出的波的各波前的切面形成一个圆锥面.4 4)激波)激波第三章第三章 机械振动和机械波
16、机械振动和机械波马赫数马赫数形成的锥叫马赫锥形成的锥叫马赫锥马赫锥马赫锥第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波超音速的子弹超音速的子弹在空气中形成在空气中形成的激波的激波(马赫数为(马赫数为2 )第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波 当波源的运动速率刚好当波源的运动速率刚好等于波速时等于波速时,即即vs=u,马赫锥马赫锥的顶角的顶角=,锥面变为平面锥面变为平面.波源在各时刻发射的波波源在各时刻发射的波,几乎与波源自身几乎与波源自身共处于同一平面这时冲击波的能量非常集中、共处于同一平面这时冲击波的能量非常集中、强度和破坏力极大强度和破坏力极大,这种现象称为这种现象称为 “声暴声
17、暴”.例如例如,当飞机刚好以声速飞行时当飞机刚好以声速飞行时,机体所产机体所产生的任一振动都将尾随在机体附近生的任一振动都将尾随在机体附近,并引起机身并引起机身的共振的共振,给飞行带来危险给飞行带来危险.因此因此,超音速飞机在飞超音速飞机在飞行时都要尽快越过这道音速的屏障行时都要尽快越过这道音速的屏障.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波谱线红移谱线红移.测定星球相对于地球的运动速度测定星球相对于地球的运动速度.利用基于反射波多普勒效应原理的雷达系统利用基于反射波多普勒效应原理的雷达系统,测定流体的流动、振动体的振动、车辆、导弹测定流体的流动、振动体的振动、车辆、导弹等运动目标速度等
18、运动目标速度.医学上的医学上的“D超超”,利用超声波的多普勒效应利用超声波的多普勒效应检查人体内脏的运动和血液的流速和流量检查人体内脏的运动和血液的流速和流量.多普勒效应的应用多普勒效应的应用第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波超声多普勒效应测血流速度超声多普勒效应测血流速度第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波M7-2第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波M7-4第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波例例1 1 车上一警笛发射频率为车上一警笛发射频率为1500Hz的声波的声波,该车以该车以20m/s的速度向某方向运动的速度向某方向运动,某人以某人以5m/s的
19、速度跟的速度跟踪其后踪其后,已知空气声速为已知空气声速为330m/s.求该人听到的警笛求该人听到的警笛发声频率以及在警笛后方空气中声波的波长发声频率以及在警笛后方空气中声波的波长.解:解:人听到的频率为:人听到的频率为:空气中波长:空气中波长:警笛后方的空气不随波前进警笛后方的空气不随波前进,即有即有第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波例例2 2 一静止波源向一飞行物发射频率为一静止波源向一飞行物发射频率为3 30kHz的超声的超声波波,飞行物以速度飞行物以速度v离开波源飞出离开波源飞出,站在波源处相对波站在波源处相对波源静止的观察者测得波源发射波与飞行物反射波两源静止的观察者测得波
20、源发射波与飞行物反射波两振动合成的拍频为振动合成的拍频为 b b=100Hz,=100Hz,已知声速已知声速u=340m/s.试推试推算飞行物的运动速度算飞行物的运动速度.解:解:飞行物接收到的频率:飞行物接收到的频率:观察者接收到飞行物反射回的波的频率:观察者接收到飞行物反射回的波的频率:第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波六六.超声波:超声波:频率范围在频率范围在2104 3108赫兹的波称为赫兹的波称为超声波超声波.(一一)超声波的产生与探测超声波的产生与探测+-+-+发发射射超超声声逆压电效应示意图逆压电效应示意图第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波正压电效应示意图
21、正压电效应示意图+-+正压正压负压负压接收超声接收超声第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波探头类型第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波超声扫查方式示意图超声扫查方式示意图线阵型线阵型扇型扇型凸弧型凸弧型第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波 1.方向性好方向性好:频率高频率高,波长短波长短.2.在固体和液体中贯穿能力强在固体和液体中贯穿能力强 3.在声阻不同的界面上产生显著反射在声阻不同的界面上产生显著反射.(二二)超声的特性超声的特性第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波(三三)超声对物质的作用超声对物质的作用1.机械作用机械作用 超声波通过介质时超声波通
22、过介质时,使介质中粒子作受使介质中粒子作受迫高频振动迫高频振动,把物质的力学结构破坏把物质的力学结构破坏,可以把可以把物体打成极为细小的颗粒物体打成极为细小的颗粒.常被用来凝集、常被用来凝集、切削、焊接、钻孔切削、焊接、钻孔,清洗和乳化等方面清洗和乳化等方面.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波2.空化作用空化作用 液体抗压能力强液体抗压能力强,但抗拉能力弱但抗拉能力弱,稠区受稠区受压压,稀区受拉稀区受拉.在受拉时在受拉时,液体被拉伸而破裂液体被拉伸而破裂,在内部出现细小的空穴在内部出现细小的空穴.空穴存在的时间极空穴存在的时间极短短,在负压后随之而来的正压在负压后随之而来的正压,使
23、空穴受到迅使空穴受到迅速的冲击而闭合速的冲击而闭合.瞬时的局部压强可达瞬时的局部压强可达108-109Pa,同时局部温度猛烈上升同时局部温度猛烈上升,可以达到几千可以达到几千度高温度高温,并引起放电和发光现象并引起放电和发光现象,叫做空化作叫做空化作用用.空化作用的存在空化作用的存在,大大增强了超声波的机大大增强了超声波的机械作用械作用.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波 利用超声波可以把普通水利用超声波可以把普通水“打碎打碎”成直成直径仅为几微米的小水珠径仅为几微米的小水珠,变成雾气喷散到房间变成雾气喷散到房间的空气中的空气中,增大房间中空气的湿度增大房间中空气的湿度,这就是这就
24、是“超声加湿器超声加湿器”的基本原理的基本原理.超声波还可以把药超声波还可以把药物击碎成微粒和空气混合形成物击碎成微粒和空气混合形成“药雾药雾”,病人病人吸入后吸入后,可以治疗肺部和气管类疾病可以治疗肺部和气管类疾病 第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波3.热作用热作用 超声波在介质中传播时超声波在介质中传播时,将会有一将会有一部分能量被介质吸收而转化为热量部分能量被介质吸收而转化为热量,引引起介质温度升高起介质温度升高,称为热作用称为热作用.理疗理疗.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波(四四)超声在医学上的应用超声在医学上的
25、应用A型超声波诊断仪型超声波诊断仪 :是将回声以波的形式显示出来是将回声以波的形式显示出来,根据根据回声波幅的高低、多少、形状进行诊断回声波幅的高低、多少、形状进行诊断.因其一维波形显示的局限性因其一维波形显示的局限性,目前仅用于目前仅用于眼科检查眼科检查.1.1.超声波诊断仪超声波诊断仪 :第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波A型超声仪器工作原理方框图:型超声仪器工作原理方框图:第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波(1 1)辉辉度度调调制制:回回声声信信号号经经放放大大处处理理后后加加于于示示波波管管的的控控制制栅栅极极,利利用用回回声声信信号号改改变变栅栅极极之之间间的
26、的电电位位差差,从从而而改改变变辉辉度度.时时基基电电压压加加于于垂垂直直偏偏转转板板上上,回回声声信信号号变变成成明明暗暗不不同同的的光点自上而下按时间先后显示在荧光屏上光点自上而下按时间先后显示在荧光屏上.B型超声波断层显像仪型超声波断层显像仪 :自从自从1967年首次出现至今年首次出现至今,因其诊断功能因其诊断功能强、技术先进强、技术先进,B超已经成为临床中最常规和超已经成为临床中最常规和重要的诊断仪器重要的诊断仪器.B超是辉度调制式仪器超是辉度调制式仪器.与与A超不同之处:超不同之处:第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波(2 2)显示断层声像:)显示断层声像:通过机械装置与电
27、通过机械装置与电子学方法使深度扫描线与探头同步移动时子学方法使深度扫描线与探头同步移动时,可以得到人体组织内的二维超声断层声像可以得到人体组织内的二维超声断层声像.电子扫描仪的探头是由许多小换能器电子扫描仪的探头是由许多小换能器(小小探头探头)排列而成排列而成,每个小探头称为阵元每个小探头称为阵元,各阵元各阵元的距离相等的距离相等.用电子开关按一定时序激励各阵用电子开关按一定时序激励各阵元组发射与接收超声脉冲元组发射与接收超声脉冲,回波信号经处理后回波信号经处理后,到达显示器进行辉度调制到达显示器进行辉度调制,扫描过程中探头静扫描过程中探头静止不动止不动,而超声波束的发射与接收是沿一定方而超声
28、波束的发射与接收是沿一定方向匀速移动的向匀速移动的,移动线和声束方向构成的断面移动线和声束方向构成的断面就是所得图像就是所得图像.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波电子直线扫描 电子直线扫描原理框图 第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波二维超声心动图第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波胸骨左缘左心室长轴切面第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波 心尖短轴切面心尖短轴切面,显示心尖部呈圆形显示心尖部呈圆形,实实时下可见规则协调的收缩与舒张时下可见规则协调的收缩与舒张
29、.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波早期妊娠早期妊娠第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波胎头胎头第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波见胎儿张嘴吸吮动作见胎儿张嘴吸吮动作第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波膀胱结石膀胱结石第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波膀胱肿瘤膀胱肿瘤第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波胆囊结石胆囊结石第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波泥沙样胆囊结石泥沙样胆囊结石第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波M
30、型超声波诊断仪:型超声波诊断仪:是是B型超声的一种特殊显示方式型超声的一种特殊显示方式,能够显示体内属层组织对体表的距离随能够显示体内属层组织对体表的距离随时间变化的曲线、与时间变化的曲线、与A超相同超相同,均反映均反映一维空间结构一维空间结构.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波M型超声心动图的产生原理型超声心动图的产生原理 :第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波M型超声心动图型超声心动图第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波D超超(超声多普勒法血流测量超声多普勒法血流测量)探头向血管发射探头向血管发射的超声波(频率为的超声波(频率为v超声波在血液中的传超声波在血
31、液中的传播速度为播速度为C C)被血液)被血液中的红血球所反射中的红血球所反射,超声发生器超声发生器超声接收器超声接收器血管血管v探头探头探头静止不动探头静止不动,而红血球作为超声波的接收者是运而红血球作为超声波的接收者是运动着的动着的,所以红血球接收到的频率为:所以红血球接收到的频率为:第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波 由红血球反射回来由红血球反射回来的超声波被静止的探头的超声波被静止的探头接收接收,此时探头接收到此时探头接收到的频率为:的频率为:因为因为cv,超声发生器超声发生器超声接收器超声接收器血管血管v探头探头红血球接收到的频率为:红血球接收到的频率为:第三章第三章 机
32、械振动和机械波机械振动和机械波D超超第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波(1)超声治牙超声治牙(2)人体内结石击碎人体内结石击碎(3)超声治癌超声治癌2.超声治疗超声治疗第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波3.谐谐振动的能量振动的能量:4.振动的合成振动的合成:合振动是频率为合振动是频率为 的的简谐振动简谐振动.小小 结结一、振动一、振动2.谐振动方程谐振动方程:1.谐振动特征方程谐振动特征方程:三要素三要素:A、相位相位:描述振动状态的物理量描述振动状态的物理量.同方向同频率谐振动的合成同方向同频率谐振动的合成第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波两分振动相互加强
33、两分振动相互加强.两分振动相互减弱两分振动相互减弱.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波相互垂直同频率谐振动的合成相互垂直同频率谐振动的合成合振动是频率为合振动是频率为 的的简谐振动简谐振动.二、波动二、波动1.机械波产生的条件机械波产生的条件:(1)波源波源;(2)弹性介质弹性介质由介质的性质决定由介质的性质决定.T、由由波源波源决定决定.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波3.波的叠加原理波的叠加原理:4.4.波的干涉波的干涉:(1)相干条件相干条件2.平面简谐波的波动方程平面简谐波的波动方程:3.能流密度(波的强度)能流密度(波的强度):频率相同频率相同;振动方向相同
34、振动方向相同;相位差恒定相位差恒定.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波(2)干涉条件干涉条件干涉加强干涉加强干涉减弱干涉减弱第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波三、声波三、声波1.声强声强声强级声强级响度响度:由声强和频率决定由声强和频率决定.频率一定时频率一定时,声强越声强越大大,越响越响;频率不定时频率不定时,声强越大声强越大,不一定越响不一定越响.2.多普勒效应多普勒效应只要接近只要接近,频率增大频率增大;离开频率减小离开频率减小.3.超声波的应用超声波的应用 超声诊断的物理基础是利用超声波在两种超声诊断的物理基础是利用超声波在两种介质分界面上产生的反射现象介质分界面上产生的反射现象.第三章第三章 机械振动和机械波机械振动和机械波本章结束谢谢!