大学物理波的能量声强级剖析.pptx

物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级一一 波动能量的传播波动能量的传播 当机械波在媒质中传播时，媒质中各质点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以一列绳线上的横波为例分析波动能量的传播.Oy物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级2 体积元在平衡位置（体积元在平衡位置（a）时，动能、势能和总机）时，动能、势能和总机械能均最大械能均最大.2 体积元在位移最大处（体积元在位移最大处（b）时，三者均为零）时，三者均为零.2 波动是能量传递的一种方式波动是能量传递的一种方式.Oy物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级波的能流和能流密度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能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量.平均能流：平均能流：能流密度能流密度(波的强度波的强度)I:通过垂直于波传播方向的单通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流位面积的平均能流.udtS物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级 在弹性介质中传播的机械纵波，一般统称为声波在弹性介质中传播的机械纵波，一般统称为声波.可闻可闻声波声波 20 20000 Hz次次声波声波低于低于20 Hz 超超声波声波高于高于20000 Hz 声强：声强：声波的能流声波的能流密度密度.*二二 声强级声强级 超声波和次声波超声波和次声波物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级 贝尔（贝尔（B）声强：声强：声波的能流密度声波的能流密度.分贝（分贝（dB）能够引起人们听觉的声强范围：能够引起人们听觉的声强范围：声强级：声强级：人们规定声强人们规定声强 （即相（即相当于频率为当于频率为 1000 Hz 的声波能引起听觉的最弱的声强）的声波能引起听觉的最弱的声强）为测定声强的标准为测定声强的标准.如某声波的声强为如某声波的声强为 I，则比值则比值 的对数，叫做相应于的对数，叫做相应于 I 的声强级的声强级 LI.物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级声源声源声强声强W/m2声强级声强级dB响度响度引起痛觉的声音引起痛觉的声音1120摇滚音乐会摇滚音乐会10-1110震耳震耳交通繁忙的街道交通繁忙的街道10-570响响通常的谈话通常的谈话10-660正常正常耳语耳语10-1020轻轻树叶的沙沙声树叶的沙沙声10-1110极轻极轻引起听觉的最弱声音引起听觉的最弱声音10-120几种声音近似的声强、声强级和响度几种声音近似的声强、声强级和响度几种声音近似的声强、声强级和响度几种声音近似的声强、声强级和响度物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级 超声波在科学研究和生产上的应用超声波在科学研究和生产上的应用 声纳探测器声纳探测器:船只上的发船只上的发射器先向海底发射超声波，然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，从而得到整个海床来的讯息，从而得到整个海床的面貌的面貌.超声波频率高（超声波频率高（可达可达 ）、）、能量大、穿透本能量大、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；工业探伤群；工业探伤;医学上用超声波显示人体内部病变部分医学上用超声波显示人体内部病变部分图象等图象等.1.在检测中的应用在检测中的应用物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级 B B超超:因为不同身体构造反射是不同的，所以因为不同身体构造反射是不同的，所以高频率声音高频率声音 (超声波超声波 ）可用来作医学成像可用来作医学成像.越短越短的波长，得到的解像度就越高的波长，得到的解像度就越高.物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级2.在加工处理和医学治疗中的应用在加工处理和医学治疗中的应用 超声波超声波在液体中会引起在液体中会引起空化作用空化作用,它可用于捣碎它可用于捣碎药物制成各种药剂药物制成各种药剂,食品工业上用于制作调味剂食品工业上用于制作调味剂,建建筑业上用于制作水泥乳烛液筑业上用于制作水泥乳烛液.超声波超声波可以用来弄碎结石可以用来弄碎结石,消毒食物，因为高速消毒食物，因为高速的振动会令细菌难以抵抗的振动会令细菌难以抵抗.超声波亦可以用来清除眼超声波亦可以用来清除眼镜或饰物的污垢镜或饰物的污垢.多普勒超声波扫描术多普勒超声波扫描术:利用多普勒效应利用多普勒效应,反射超反射超声波物体的运动会改变回声的频率声波物体的运动会改变回声的频率,可测量血流速度可测量血流速度.物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级3.超声电子学超声电子学 利用超声元件代替电子元件制作在利用超声元件代替电子元件制作在 内内的延迟线的延迟线,振荡器振荡器,谐振器谐振器,带通滤波器等仪器带通滤波器等仪器,可广泛可广泛用于电视、通讯、雷达等方面用于电视、通讯、雷达等方面.次声次声（）：在火山爆发、地震、陨）：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、海洋运动的有力次声产生，次声是研究地球、大气、海洋运动的有力工具工具.次声波武器次声波武器:用振荡频率与人体大脑节律或人体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内脏器官固有频率相近的次声波,使人神经错乱或破使人神经错乱或破坏内脏至死亡坏内脏至死亡.这是目前威力最大的声波武器这是目前威力最大的声波武器.物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级1.以下说法正确的是以下说法正确的是(A)在波传播的过程中在波传播的过程中,某质元的动能和势能相互转化某质元的动能和势能相互转化,总能量保持不变；总能量保持不变；(B)在波传播的过程中在波传播的过程中,某质元任一时刻的动能与势能某质元任一时刻的动能与势能相等相等,且随时间作周期性的变化；且随时间作周期性的变化；(C)在波传播的过程中在波传播的过程中,某质元任一时刻的动能与势能某质元任一时刻的动能与势能相等相等,且不随时间发生变化；且不随时间发生变化；(D)在波传播的过程中在波传播的过程中,某质元任一时刻的动能与势能某质元任一时刻的动能与势能有可能相等有可能相等,有可能不等有可能不等,视时刻而定视时刻而定.物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）第六章第六章 机械波机械波6 6 3 3 波的能量波的能量 声强级声强级2.2.一平面简谐波动在弹性媒质中传播时，在传播方一平面简谐波动在弹性媒质中传播时，在传播方向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是（1）动能为零，势能最大）动能为零，势能最大 （2）动能为零，势能为零）动能为零，势能为零（3）动能最大，势能最大）动能最大，势能最大 （4）动能最大，势能为零）动能最大，势能为零