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声波的反射、透射、折射和衍射

Ⅰ ρ 1 c 1. Ⅱ ρ 2 c 2. p 1 u 1. p i. p t. p r. p 2 = p t u 2 = u t. p 1 = p i +p r u 1 = u i +u r. x. 0. p 1 =p 2 u 1 =u 2. 声波的反射、透射、折射和衍射. 1 、垂直入射声波的反射和透射. p 2 u 2. Ⅰ ρ 1 c 1. Ⅱ ρ 2 c 2. p i. p r. x. 0. p t. 没有透射声波. 驻波.

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声波的反射、透射、折射和衍射

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Presentation Transcript

  1. Ⅰ ρ1c1 Ⅱ ρ2c2 p1 u1 pi pt pr p2= pt u2= ut p1= pi +pr u1= ui +ur x 0 p1=p2 u1=u2 声波的反射、透射、折射和衍射 1、垂直入射声波的反射和透射 p2 u2

  2. Ⅰ ρ1c1 Ⅱ ρ2c2 pi pr x 0 pt 没有透射声波 驻波 当ρ1c1 ＜＜ρ2c2时， Ⅱ硬，刚性反射体 pi=pr , 相位相同，p1≈2pi，u1= ui +ur =0， 当ρ1c1 ＞＞ρ2c2时， Ⅰ硬，刚性反射体 pi=pr , 相位相反p1≈0，u1= ui +ur =2 ui ，

  3. 反射系数和透射系数

  4. Ⅰ ρ1c1 Ⅱ ρ2c2 pr pt θr θt 0 θi pi sinθi sinθr sinθt = = c1 c2 c1 2、斜入射声波的入射、反射和折射

  5. 3、声波的散射与衍射 如果障碍物表面的起伏程度与波长相当，或者障碍物的大小与波长差不多，入射声波就会向各个方向散射。 入射声波绕过障碍物传到其背面形成声波的衍射（低频声） 4、声像 同光线在镜面的反射一样，当障碍物的几何尺寸远大于声波波长时，即对于高频声波用声像法来处理声波的反射问题。

  6. 级的概念 人说话 10-5 w火箭发射 109 w 对数标度 1、分贝的定义 由于对数的宗量是无量纲的，因此用对数标度时必须选定基准量，然后对被量度量与基准量的比值求对数，这个对数值称为被量度量的“级”。

  7. 对数以10为底，级的单位为贝尔（B）,贝尔分为10档，每一档的单位为分贝（dB），1B=10dB对数以10为底，级的单位为贝尔（B）,贝尔分为10档，每一档的单位为分贝（dB），1B=10dB 对数以e=2.71828为底，级的单位 为奈培（Np）, 1 Np＝8.686dB

  8. 声压级 Lp＝10lg（p2/po2）=20lg(p/po) 空气中po ＝20μPa 声强级 LI＝10lg（I/Io） 空气中 Io ＝10-12 W/m2 2、声压级、声强级和声功率级

  9. LI≈Lp

  10. 声功率级 LW＝10lg（W/Wo） 空气中 Wo ＝10-12 W 对于给定的声源，其声功率是不变的

  11. 3、级的叠加 (声波不发生干涉) n ∑ i=1 n=2时 Lp1＝10lg（p12/po2） Lp2＝10lg（p22/po2） p12 ＝po2.10 0.1Lp1 p22 ＝po2.10 0.1Lp2 pT2=p12+p22 ＝po2.（10 0.1Lp1 + 10 0.1Lp2） LpT＝ 10lg（ 10 0.1Lpi ） pT2=p12+p22+…+pn2 LpT＝10lg（pT2/po2） ＝ 10lg（10 0.1Lp1 + 10 0.1Lp2）

  12. 4、级的相减 LpT＝10lg（10 0.1LpB + 10 0.1LpS） LpS＝10lg（10 0.1LpT - 10 0.1LpB）

  13. 声波在传播中的衰减 随距离的发散衰减Ad 空气吸收的附加衰减Aa 地面吸收的附加衰减Ag 声屏障衰减Ab 气象条件对声传播的影响Am 总衰减A＝ Ad +Aa +Ag +Ab +Am

  14. 随距离的发散衰减Ad：Ad ＝20lg(r2/r1) （假设以声源为中心的 球面对称地向各个方向辐射声能） 半空间 全空间

  15. 空气中 Wo ＝10-12 W Io ＝10-12 W/m2 LI=LW-10lgS=LW-10lg(4πr2) =LW-20lgr-11 全空间 LI=LW-10lgS=LW-10lg(2πr2) =LW-20lgr-8 半空间

  16. 20℃时 β＝4×10-6 空气吸收的附加衰减Aa

  17. 地面吸收的附加衰减Ag 当地面是非刚性表面时，短距离，声能的衰减可以忽略，70米以上时不可忽略 在厚草地或穿过灌木丛传播时衰减 Ag＝（0.18lgf-0.31）d 穿过树木或森林的声衰减 Ag＝0.01 f 1/3 d

  18. 声屏障衰减Ab 声屏障衰减与声源及接受点相对屏障的位置、屏障的高度及结构，以及声波的频率密切相关。 气象条件对声传播的影响Am 雨、雪、雾等对声波的衰减量大约每1000米不到0.5dB，因此可以忽略，风和温度梯度对声波的传播影响很大。

  19. 声源的辐射 声压大小、空间分布、时间特性、频率特性等都与声源的辐射性质密切相关 作业：P36－P37 习题1—6，8—13

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