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平面波的基本性質(zhì)第一頁,共二十一頁,2022年,8月28日內(nèi)容提要平面波波動方程的解聲波傳播速度聲阻抗率與媒質(zhì)特性阻抗第二頁,共二十一頁,2022年,8月28日一、平面波波動方程的解第三頁,共二十一頁,2022年,8月28日一、平面波波動方程的解第四頁,共二十一頁,2022年,8月28日一、平面波波動方程的解其中
稱為波數(shù)第五頁,共二十一頁,2022年,8月28日一、平面波波動方程的解第六頁,共二十一頁,2022年,8月28日一、平面波波動方程的解設(shè)x=0的聲源振動時,在毗鄰媒質(zhì)中產(chǎn)生了paejωt的聲壓,于是可求得聲場中的聲壓為第七頁,共二十一頁,2022年,8月28日一、平面波波動方程的解C0代表單位時間內(nèi)波陣面?zhèn)鞑サ木嚯x,也就是聲傳播速度,簡稱為聲速。第八頁,共二十一頁,2022年,8月28日一、平面波波動方程的解聲波在傳播過程中,等相位面是平面,所以通常就稱為平面波。第九頁,共二十一頁,2022年,8月28日一、平面波波動方程的解原因:理想媒質(zhì);平面波平面聲場中任何位置處,聲壓和質(zhì)點速度都是同相位的。第十頁,共二十一頁,2022年,8月28日一、平面波波動方程的解④質(zhì)點的位移第十一頁,共二十一頁,2022年,8月28日二、聲波傳播速度第十二頁,共二十一頁,2022年,8月28日二、聲波傳播速度第十三頁,共二十一頁,2022年,8月28日二、聲波傳播速度理想氣體中的小振幅聲波對空氣=1.4,0=1.293kg/m3,P0=1.013×
105Pa,得空氣中的聲速為c0=331.6m/s.聲速與媒質(zhì)溫度的關(guān)系(理想氣體)第十四頁,共二十一頁,2022年,8月28日二、聲波傳播速度對理想氣體有則聲速公式變?yōu)榻乒铰曀倥c無聲擾動時媒質(zhì)平衡狀態(tài)的絕對溫度T0的平方根成正比。(克拉柏龍公式)第十五頁,共二十一頁,2022年,8月28日二、聲波傳播速度對于一般流體(包括液體):絕熱體積壓縮系數(shù):對于水,20oC時,0=998kg/m3,βs=45.8×10-11m2/N,得水中的聲速為c0(20oC)
=1480m/s.第十六頁,共二十一頁,2022年,8月28日二、聲波傳播速度
聲速c0代表的是聲振動在媒質(zhì)中的傳播速度,它與媒質(zhì)質(zhì)點本身的振動速度v是完全不同的兩個概念。質(zhì)點速度的幅值假設(shè)(約相當(dāng)于人們大聲講話時的聲壓)第十七頁,共二十一頁,2022年,8月28日三、聲阻抗率與媒質(zhì)特性阻抗定義:聲場中某點的聲壓與該點處質(zhì)點振速的比值為該點的聲阻抗率,即ZS
一般為復(fù)數(shù)形式,可表示為
rS
叫聲阻率,xs
叫聲抗率。
第十八頁,共二十一頁,2022年,8月28日三、聲阻抗率與媒質(zhì)特性阻抗第十九頁,共二十一頁,2022年,8月28日三、聲阻抗率與媒質(zhì)特性阻抗上式表明,在平面聲場中各位置的聲阻抗率數(shù)值上相等,且為一個實數(shù)。
平面前進聲波:
沿負方向傳播的反射波:
第二十頁,共二十一頁,2022年,8月28日注意:乘積0c0是媒質(zhì)固有的一個特性常數(shù),是反映媒質(zhì)本身聲學(xué)特性的固有參數(shù),因其具有聲阻抗率量綱,所以稱為媒質(zhì)特性阻抗。其國際單位為Pas/m
。三、聲阻抗率與媒質(zhì)特性阻抗如,對20攝氏度的空氣,其特性阻抗為對
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