大学物理声波 超声波
大学物理实验超声波速测量实验报告
大学物理实验超声波速测量实验报告大学物理实验超声波速测量实验报告一实验目的1.了解超声波的物理特性及其产生机制；2.学会用相位法测超声波声速并学会用逐差法处理数据；3.测量超声波在介质中的吸收系数及反射面的反射系数；4.并运用超声波检测声场分布。
5.学习超声波产生和接收原理，6.学习用相位法和共振干涉法测量声音在空气中传播速度，并与公认值进行比较。
7.观察和测量声波的双缝干涉和单缝衍射二实验条件HLD-SV-II型声速测量综合实验仪，示波器，信号发生仪三实验原理1、超声波的有关物理知识声波是一种在气体。
液体、固体中传播的弹性波。
声波按频率的高低分为次声波（f＜20Hz）、声波（20Hz≤f≤20kHz）、超声波（f>20kHz）和特超声波（f≥10MHz），如下图。
声波频谱分布图振荡源在介质中可产生如下形式的震荡波：横波：质点振动方向和传播方向垂直的波，它只能在固体中传播。
纵波：质点振动方向和传播方向一致的波，它能在固体、液体、气体中的传播。
表面波：当材料介质受到交变应力作用时，产生沿介质表面传播的波，介质表面的质点做椭圆的振动，因此表面波只能在固体中传播且随深度的增加衰减很快。
板波：在板厚与波长相当的弹性薄板中传播的波，可分为SH波与兰姆波。
超声波由于其波长短、频率高，故它有其独特的特点：绕射现象小，方向性好，能定向传播；能量较高，穿透力强，在传播过程中衰减很小，在水中可以比在空气或固体中以更高的频率传的更远，而且在液体里的衰减和吸收是比较低的；能在异质界面产生反射、折射和波形转换。
2、理想气体中的声速值声波在理想气体中的传播可认为是绝热过程，因此传播速度可表示为μrRT=V (1)式中R 为气体普适常量(R=8.314J/(mol.k))，γ是气体的绝热指数(气体比定压热容与比定容热容之比)，μ为分子量，T 为气体的热力学温度，若以摄氏温度t 计算，则：t TT +=0 K T 15.2730=代入式(1)得，000001V 1)(V T t T t T rR t T rR ++⋅+=＝＝μμ (2)对于空气介质，0℃时的声速0V =331.45m /s 。
大学物理学：驻波、声波和多普勒效应
大气湍流、火山爆发、地震、陨石落地、雷暴、磁暴等大 规模自然活动中，都有次声波产生。
三、 次声波
3、次声波的用途 科学研究：
①研究地球、海洋、大气等大规模运动；②对自然灾 害性事件（如火山爆发、地震等）进行预报，深入认 识自然规律。
军事应用：
①军事侦察；②次声波有杀伤性。
8 多普勒效应
引起人的听觉的声波，还有一定的声强范围。大约为10－12 瓦/米2 ～1瓦/米2。声强太小听不见，太大会引起痛觉。
规定声强 I0=10-12瓦/米2作为测定声强的标准
定义声强级L为：
I LI lg I0
单位为贝耳(Bel)
1Bel=10dB 单位为分贝(dB)
声源
引起痛觉的声音 炮声 铆钉机 交通繁忙的街道 通常的谈话 耳语 树叶沙沙声
例、车上一警笛发射频率为1500Hz的声波。该车正以20m·s-1的速 度向某方向运动，某人以的5m·s-1速度跟踪其后，已知空气中的 声速为330 m·s-1，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。
例、车上一警笛发射频率为1500Hz的声波。该车正以20m·s-1的速 度向某方向运动，某人以的5m·s-1速度跟踪其后，已知空气中的 声速为330 m·s-1，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。
1
120
1 10－2 10－5 10－6 10－10 10－11 10－12
120
100
震耳
70
响
60
正常
20
轻
10
极轻
0
I LI lg I0
二、 超声波 1、概念
超声波是频率高于20000Hz的声波，波长极短。
声波
四、学习目标1.知道可听声的频率范围通常在20Hz至20000Hz之间，频率高于20000Hz的声波叫做超声波（supersonic wave），频率低于20Hz的声波叫做次声波（infrasonic wave）。
2.知道超声波、次声波的特点。
查阅资料、收集编辑有关超声波、次声波应用和防止其危害的实例人耳所能听到声波的频率范围通常在20Hz至20000Hz之间，我们把它叫做可听声。
频率高于20000Hz的声波叫做超声波（supersonic wave）频率低于20Hz的声波叫做次声波（infrasonic wave）教材分析重点、难点和疑点重点：（1）知道什么叫超声波、什么叫次声波。
（2）知道超声波、次声波的特点。
难点：查阅资料、收集编辑有关超声波、次声波应用和防止其危害的实例疑点：区分超声波、次声波教材解读1.人听觉的频率范围活动2.8 测一测你听觉的频率范围用一台音频发生器由低到高发出不同频率的声音．你先闭上眼睛仔细听，当刚听见声音时就举起手臂，直到听不见声音时再把手臂放下．．另一位同学根据你的动作记录相应声音频率的数值，这就是你所能听见声音的频率范围．用同样的方法测一测其他同学的听觉范围。
比一比，结果相同吗？人耳所能听到声波的频率范围通常在20Hz至20000Hz之间，我们把它叫做可听声。
频率高于20000Hz的声波叫做噪声波（supersonic wave）频率低于20Hz的声波叫做次声波（infrasonic wave）每个人的听觉范围并不相同．有些年轻人可以感觉到低于20Hz的声音，年龄越大，越听不见频率较低或较高的声音．各类动物之间的听觉范围区别较大．有些动物，如蝙蝠、海豚、飞蛾等能听见超声波，而大象、鲸等能听见次声波．1.测听觉的频率范围提出问题人听觉频率范围是多少？猜想与假设（1） 0～10000Hz（2） 10000～20000Hz（3） 20000～30000Hz（4） 0～30000Hz设计实验（或制定计划）用图2-23音频发生器发出由低到高的音频信号，被测试的同学不要离音箱太远，防止因为响度的衰减而听不见声音．测试时要闭上眼睛或背对音箱仔细听。
大学物理实验超声波速测量实验报告
大教物理真验超声波速丈量真验报告之阳早格格创做一真验脚段1.相识超声波的物理个性及其爆收体造；2.教会用相位法测超声波声速并教会用逐好法处理数据；3.丈量超声波正在介量中的吸支系数及反射里的反射系数；4.并使用超声波检测声场分散.5.教习超声波爆收战接支本理，6.教习用相位法战共振搞涉法丈量声音正在气氛中传播速度，并与公认值举止比较.7.瞅察战丈量声波的单缝搞涉战单缝衍射二真验条件HLD-SV-II型声速丈量概括真验仪，示波器，旗号爆收仪三真验本理1、超声波的有关物理知识声波是一种正在气体.液体、固体中传播的弹性波.声波按频次的下矮分为次声波（f＜20Hz）、声波（20Hz≤f≤20kHz）、超声波（f>20kHz）战特超声波（f≥10MHz ），如下图.声波频谱分散图振荡源正在介量中可爆收如下形式的震荡波：横波：量面振荡目标战传播目标笔曲的波，它只可正在固体中传播.纵波：量面振荡目标战传播目标普遍的波，它能正在固体、液体、气体中的传播.表面波：当资料介量受到接变应力效率时，爆收沿介量表面传播的波，介量表面的量面搞椭圆的振荡，果此表面波只可正在固体中传播且随深度的减少衰减很快.板波：正在板薄与波少相称的弹性薄板中传播的波，可分为SH 波与兰姆波.超声波由于其波少短、频次下，故它有其特殊的个性：绕射局里小，目标性好，能定背传播；能量较下，脱透力强，正在传播历程中衰减很小，正在火中不妨比正在气氛或者固体中以更下的频次传的更近，而且正在液体里的衰减战吸支是比较矮的；能正在同量界里爆收反射、合射战波形变换.2、理念气体中的声速值声波正在理念气体中的传播可认为是绝热历程，果此传播速度可表示为μrRT=V (1)式中R 为气体普适常量(R=8.314J/(mol.k))，γ是气体的绝热指数(气体比定压热容与比定容热容之比)，μ为分子量，T 为气体的热力教温度，若以摄氏温度t 估计，则：t T T +=0 K T 15.2730=代进式(1)得，000001V 1)(V T t T t T rRt T rR++⋅+=＝＝μμ (2)对付于气氛介量，0℃时的声速0V m /s .若共时思量到气氛中的蒸汽的效率，校准后声速公式为：s m pp T t w /)319.01)(1(45.331V 0++= (3) 式中w p 为蒸汽的分压强，p 为大气压强.3、共振搞涉法设有一从收射源收出的一定频次的仄里声波，通过气氛传播，到达接支器，如果接支里与收射里庄重仄止，进射波即正在接支里上笔曲反射，进射波与反射波相搞涉产死驻波，反射里处为位移的波节.改变接支器与收射源之间的距离l ，正在一系列特定的距离上，媒量中出现宁静的驻波共振局里.此时，l 等于半波少的整数倍，驻波的幅度达到极大；共时，正在接支里上的声压波背也相映天达到极大值.没有易瞅出，正在移动接支器的历程中，相邻二次达到共振所对付应的接支里之间的距离即为半波少.果此，若脆持频次 v 没有变，通过丈量相邻二次接支旗号达到极大值时接支里之间的距离(2/λ)，便不妨用λv =V 估计声速.声压变更与接支器位子的关系：4、相位比较法收射波通过传声媒量到达接支器，所以正在共一时刻，收射处的波与接支处的波的相位分歧，其相位好 ϕ可利用示波器的李萨如图形去瞅察.ϕ 战角频次 ω、传播时间 t 之间犹如下关系：共时有：T /2πω=,V ,VT l t ==λ （式中T 为周期），代进上式可供得声速V .λ的决定用如下要领：根据当,...)3,2,1(2/==n n l λ时，得πϕn =.真验时，通过改变收射器与接支器之间的距离，可瞅察到相位的变更.而当相位好改变 π时，相映的距离l 的改变量即为半个波少.为透彻测定波少的值，正在本量的支配中要连绝测多个相位改变π的面的坐标，再用逐好法算出波少λ的值，根据波少战频次值可供出声速.止波法相位好图：5声速丈量及声波的单缝搞涉与单丝衍射由于超声波具备波少短，易于定背收射及抗搞扰等便宜，所以正在超声波段举止声速丈量是比较便当的.本真验用共振搞涉法战相位比较法丈量声音正在气氛中传播的声速；并钻研声波单缝搞涉，单缝衍射及声波的反射局里，将丈量截止与表里估计举止比较，进而对付动摇教的物理顺序战基础观念有更深的明白.6、声波的搞涉战衍射单缝搞涉真验拆置如图1所示.对付于分歧的α角，如果从单缝到接支器的程好是整或者波少的整数倍，便会爆收相少搞涉，果而瞅察到搞涉强度的极大值；当程好是半波少的偶数倍时，搞涉强度有极小值.果此，搞涉强度出现极大值与极小值的条件如下：极大值：λαn d =sin (4) 极小值：λα)21(sin +=n d (5) 式中，n 为整或者整数，d 为二个缝核心位子的距离，λ为声音的波少.图1衍射效力用超声波也不妨瞅察到，采与1个单缝，如图2所示.当去自单缝的一半的辐射与去自另一半的辐射出进半波少偶数倍时，会爆收相消搞涉，果此相消搞涉条件是：λα)21(sin 2+=n a （6） 式中，n =0，±1，±2，……，a 为单缝缝宽，α为接支器离核心位子转过角度.图2三、真验真量(一)：声音正在气氛中传播速度丈量1、安排尝试系统的谐振频次按图4将真验拆置接好.正弦波的频次与40KHz，安排接支换能器尽大概近距离，且使示波器上的电源旗号为最大.而后，将二个换能器分启稍大些距离（约5-6cm），使接支换能器输进示波器上的电压旗号为最大.再安排频次，使该旗号真真为该位子极大值.此时旗号源输出频次才最后等于二个换能器的固有频次.正在该频次上，换能器输出较强的超声波.2、正在谐振频次处用共振法战相位法测声速.当测得一声速极大值后，连绝天移动接支端的位子，丈量相继出现20个极大值所相映的各接支里位子L，再用i逐好法供波少值.正在用相位比较法时，将接支器与示波器的Y轴贯串，收射器与示波器X轴贯串，即可利用李萨如图形去瞅察收射波与接支波的相位好，适合安排Y轴战X轴敏捷度，便能赢得比较谦意的李萨如图形.对付于二个共频次互相笔曲的简谐振荡的合成，随着二者之间相位好从0--π变更，其李萨如图形由斜率为正的曲线形成椭圆，再由椭圆变到斜率为背的曲线.记录游标卡尺上读数时，应采用李萨如图形为曲线时所对付应的位子.每移动半个波少，便会沉复出现斜率正背接替的曲线图形.3、本真验温度应透彻小心天丈量（为什么？），并测出温度计搞泡温度战干泡温度，查表得到该状态下的p值，w再测得真验室当时的气压值p，（搞燥天气可没有必丈量pw 战p）（详睹参照资料1战3），则可由式（3）供出声速值.4、将上述二种要领的丈量截止比较，估计相对付偏偏好.选搞真验：（安排性真验）（二）声波的单缝搞涉用图1所示单缝拆置去搞搞涉真验.真验须谦脚公式（4）战公式（5）条件.为了缩小由于二个缝处的衍射所引起的搀纯性.简朴的办法是每个缝宽度均小于1个波少（约8-9mm为一个波少），缝宽仅2-3mm，而二个缝相隔为几个波少，（本量使用单缝间距约为3倍波少）.那时，丈量出主极大，次极大战极小值的位子.要瞅察更多极大值战极小值位子，须将牢固螺丝脱掉，搁好后.转化更大角度瞅察到.（三）声波的单缝衍射用图2所示单缝拆置去搞瞅察声波的单缝衍射真验（注意脱掉牢固螺丝必须保存好）.体验声波衍射的物理含意.将转化紧固螺丝脱掉(注意螺丝战螺帽没有克没有及掉)搁正在纸盒内.将接支器绕轴心转化，不妨瞅察接支旗号正在分歧角位子时强度的变更，由公式(6)可估算一级极小值的角度.不妨正在谦脚公式(6)的条件下，瞅测到一级极小值.估算一下衍射是可与表里值普遍，转化更大角度时，可瞅测到一级极大值.四、使用注意事项1、仪器与拆置对接的电缆线，没有宜多拆、多接.角度牢固螺丝也没有宜让教死时常脱掉.最好规划是配一套公用“声速丈量概括真验仪”.让教死教习接拆共轴电缆接洽，以及瞅测大角度时单缝搞涉战单缝衍射，并备1个洪量角器.2、数隐游标卡尺使用时，应沉沉移动，移动时速度须缓而匀称.真验中断时，应将数隐部分电源关关.3、挪动变化仪器时，没有克没有及将数隐游标卡尺当脚柄使用.应二脚拿底板挪动变化拆置.4、通常，没有搞真验时，应用防尘罩(或者布)防尘，以预防灰尘加进换能器.五、思索与计划1、声波与光波、微波有何辨别？2、为何正在声波产死驻波时，正在波节位子声压最大，果而接支器输出旗号最大？3、正在什么条件下，声波传播中的压缩与稠密没有是绝热历程？那对付声速丈量截止有何效率？。
09 大学物理实验 声速的测量
/2 /2 /2 /2 /2
声压驻波分布
L
2、相位比较法 S2接收声波并转换为电信号，该电信号与输 入到S1的电信号频率相同，仅相位有所延迟， 相位延迟量与超声波在S1和S2之间传播的距 离有关：
2
L
如果将发射端和接收端输出的电信号分别分 别输入到示波器的x，y轴，这两个信号在示 波器上将显示出李萨如图形。
二、实验装置介绍
本实验使用信号发生器输出一个高频交流电信 号到超声发生器，用于产生超声波，超声接收 器接收到超声波后通过换能器转变为电信号， 并输出到示波器，进行观察测量。 超声声速测定仪
信号发生器
发射换能器 接收换能器
Y 示波器
S1
S2
超声声速测定仪由两个换能器（一个发射端， 一个接收端）、鼓轮和标尺组成。转动鼓轮可 使一个换能器在导轨上移动，移动距离可由标 尺和鼓轮读出。
2.计算超声波在空气中传播速度的公认值，对共 振干涉法和相位比较法测得的声速分别计算定 值误差。
三、波长的测定
1、共振干涉法
超声发生器（S1）发出的声波，经空气传播到接 收器（S2），S2在接收声波信号的同时反射部分 声波信号。如果S2与S1严格平行，入射波即在接 收面上垂直反射，当S1和S2之间的距离L满足下 式：L= n /2 （n=1、2..）时，形成驻波。
L
S1发射
S2反射
当S1和S2之间的距离L连续改变时，示波器 上的信号幅度呈现周期性的变化，振幅从最 大变到另一个最大说明接收器移动了λ/2的距 离 ，而S2移动的距离可由标尺和鼓轮读出， 从而计算出波长λ 。
超声波在空气中的传播速度是温度的函数，其 理论值计算公式为：
t 0
t ( C ) 1 273.15
大学物理实验超声波声速的测量(含数据)
大学物理实验超声波声速的测量(含数据)
一、实验目的
1、测量水中超声波的传播速度；
二、实验器材
2、水槽；
3、测量卡尺。
三、实验原理
超声波声速可以通过测量超声波在介质中传播的时间和距离来确定。
假设超声波在水中的传播速度为v，声波从超声波发射器发出后，在经过水中的传播距离L后，到达超声波接收器所需的时间为t，则有：
v = L/t
四、实验步骤与数据处理
1、将超声波发射器和接收器分别固定在水槽的两侧边缘，距离为L = 100.0 cm。
2、开始实验前，先开启超声波声速测量仪，待其进入正常工作状态后再进行后续步骤。
3、将水箱中的水注满，保证水面平整，不产生涟漪。
4、在超声波声速测量仪屏幕上调节并观察渐进式扫描波形直到找到超声波信号。
然后在屏幕上调节幅度使其在2/3波形范围内。
这个范围内的任何波形变化都可能导致声波时间测量误差。
5、在超声波声速测量仪屏幕上记录观察到的第一个波峰（应为正弦波的正向部分）的位置，这标志着声波的发射时刻。
7、重复实验三次，并将每组实验数据记录在下表中。
实验次数时间t（ms）
1 0.270
2 0.267
3 0.269
8、计算各次实验的平均时间t和超声波速度v：
t = (0.270 ms + 0.267 ms + 0.269 ms) / 3 = 0.269 ms
五、实验结论
本实验测量得到的水中超声波的传播速度为3.72 km/s。
实验结果和实际值（约为1.5 km/s）存在较大的偏差，可能是由于实验误差和水中的水质、温度等因素的影响。
大学物理实验报告-声速的测量
实验报告令狐采学声速的测量【实验目的】1.学会用共振干涉法、相位比较法以及时差法测量介质中的声速2.学会用逐差法进行数据处理；3.了解声速与介质参数的关系。
【实验原理】由于超声波具有波长短，易于定向发射、易被反射等优点。
在超声波段进行声速测量的优点还在于超声波的波长短，可以在短距离较精确的测出声速。
超声波的发射和接收一般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现，最常见的方法是利用压电效应和磁致伸缩效应来实现的。
本实验采用的是压电陶瓷制成的换能器(探头)，这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。
声波的传播速度与其频率和波长的关系为：v fλ=⋅(1) 由(1)式可知，测得声波的频率和波长，就可以得到声速。
同样，传播速度亦可用/(2)表v L t示，若测得声波传播所经过的距离L和传播时间t，也可获得声速。
1.共振干涉法实验装置如图1所示，图中和为压电晶体换能器，作为声波源，它被低频信号发生器输出的交流电信号激励后，由于逆压电效应发生受迫振动，并向空气中定向发出以近似的平面声波；为超声波接收器，声波传至它的接收面上时，再被反射。
当和的表面近似平行时，声波就在两个平面间来回反射，当两个平面间距L为半波长的整倍数，即(3)时，发出的声波与其反射声波的相位在处差(n=1，2 ……)，因此形成共振。
因为接收器的表面振动位移可以忽略，所以对位移来说是波节，对声压来说是波腹。
本实验测量的是声压，所以当形成共振时，接收器的输出会出现明显增大。
从示波器上观察到的电信号幅值也是极大值(参见图2)。
图中各极大之间的距离均为，由于散射和其他损耗，各级大致幅值随距离增大而逐渐减小。
我们只要测出各极大值对应的接收器的位置，就可测出波长。
由信号源读出超声波的频率值后，即可由公式(1)求得声速。
2.相位比较法波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。
沿波传播方向的任何两点同相位时，这两点间的距离就是波长的整数倍。
利用这个原理，可以精确的测量波长。
实验八超声波
实验八超声波实验超声波是频率在2⨯104Hz~1012Hz的声波。
超声广泛存在于自然界和日常生活中，如老鼠、海豚的叫声中含有超声成分，蝙蝠利用超声导航和觅食；金属片撞击和小孔漏气也能发出超声。
超声波测试把超声波作为一种信息载体，它已在海洋探查与开发、无损检测与评价、医学诊断等领域发挥着不可取代的独特作用。
例如，在海洋应用中，超声波可以用来探测鱼群或冰山、潜艇导航或传送信息、地形地貌测绘和地质勘探等。
在检测中，利用超声波检验固体材料内部的缺陷、材料尺寸测量、物理参数测量等。
在医学中，可以利用超声波进行人体内部器官的组织结构扫描（B超诊断）和血流速度的测量（彩超诊断）等。
【实验目的】1. 理解压电效应；了解超声波的产生和传播规律。
2. 认识超声脉冲波及其特点。
3. 理解超声波的发射、折射和波型转换。
【实验原理】1.压电效应某些固体物质，在压力（或拉力）的作用下产生变形，从而使物质本身极化，在物体相对的表面出现正、负束缚电荷，这一效应称为压电效应。
物质的压电效应与其内部的结构有关。
如石英晶体的化学成分是SiO2，它可以看成由+4价的Si离子和-2价O离子组成。
晶体内，两种离子形成有规律的六角形排列，如图1所示。
其中三个正原子组成一个向右的正三角形，正电中心在三角形的重心处。
类似，三个负原子对（六个负原子）组成一个向左的三角形，其负电中心也在这个三角形的重心处。
晶体不受力时，两个三角形重心重合，六角形单元是电中性的。
整个晶体由许多这样的六角形构成，也是电中性的。
图1 石英晶体的压电效应当晶体沿x方向受一拉力，或沿y方向受一压力，上述六角形沿x方向拉长，使得正、负电中心不重合。
尽管这是六角形单元仍然是电中性的，但是正负电中心不重合，产生电偶极矩p。
整个晶体中有许多这样的电偶极矩排列，使得晶体极化，左右表面出现束缚电荷。
当外力去掉，晶体恢复原来的形状，极化也消失。
（许多大学物理教材都有关于电极化理论的介绍）由于同样的原因，当晶体沿y方向受拉力，或沿x方向受压力，正原子三角形和负原子三角形都被压扁，也造成正、负电中心不重合。
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超声波对植物的作用 用一定的强度和频率的超声波处理大麦，结果发现其发芽
的平均时间缩短，萌发的机能也增长了。 用超声波处理种在某种程度上加快了种子的萌发，并且可
以打破有些种子的休眠期， 在中草药种植方面效果尤为显著。这是因为种子由于超声 波能量的影响，从而加强了种子细胞中的氧化过程。
§8.5 声波
一、声波
超声波
声波是机械波的一种。在弹性介质中传播的纵波，其频率约 在20到20000Hz范围内，能引起人的听觉，这种波叫作声波。 频率低于20Hz的叫次声波，高于20000Hz的叫超声波。 超声波具有波动的一般特性，也能产生反射、折射、干涉和衍 射等现象。 气级来描述声波在介质中各点的强弱。 声强级 通常规定声强I0＝10-12W· m-2(即相当于频率为1000Hz的声波 能够引起听觉的最弱的声强)为测定声强的标准。如果某一
声波的声强为I，则比值I/I0的对数，叫作相应于声强I 的声
强级L
I L lg I0
L的单位为贝耳(B)。
B这一单位太大，实际应用时通常采用贝耳的1/10，即分贝 (dB)为单位，
v
P v
RT
M
可见在同一温度下，声波在液体和固体中的传播速度要比 在气体中大得多
声压 介质中有声波传播时的压强与无声波时的静压强之间有一 差值，这一压强差称为声压。 声压的成因很明显，由于声波是疏密波，在稀疏区域，实 际压强小于原来静压强，在稠密区域，实际压强大于原来 静压强。
显然，由于介质中各点声振动作周期性变化，声压也在作
不投放诱饵也可引诱大量的鱼群，大大有利于捕捞。
超声波在食品加工及医学上的应用 由于超声波的破坏作用，能使微生物和病毒死亡。因此，在 制备水果罐头牛奶、饮水、血清、培养苗、疫苗等时，均可 使用超声波消毒。 利用超声波的乳化、凝结和扩散作用可以将某些不溶于水的 药物制成水溶液或针剂。 超声波扫描仪用于动物疾病的诊断，以及利用超声波的热效 应治疗动物的一些疾病等。 超声波对肌肉的温热作用可解除张力，发生普遍的充血现 象，软化疤痕及改善循环等效果。
I L 10 lg (dB) I0
一些常遇到的声音的声强 声强级和响度
声 源 引起痛觉的声音 钻岩机或铆钉机 交通繁忙的街道 通常的谈话 声强（W.m-2） 1 10-2 10-5 10-6 声强级/dB 120 100 70 60 响度 震耳 震耳 响 正常
耳语
树叶沙沙声
10-10
10-11 10-12
20
10
轻
极轻
引起听觉的最弱 声音
0
二、超声波
一般在气体中使用的超声波频率可达106Hz，在固体和液体 中使用的超声波频率可达109Hz，利用共振现象可以增大其 振幅，得到很强的功率。
超声波的波长很短，一般为10-6～10-4m.波长越短，衍射现 象越不显著，所以超声波易于定向；它在反射、折射及聚焦 等方面与光波相似，从而可以得到高能量、方向性良好的超 声波束。 在空气中超声波阻尼很大，但在液体、固体中阻尼很小。特 别在导体性溶液(如海水)中，这些特性，在实践中得到广泛 应用。
(
Cp CV
)
为气体定压摩尔热容与定容摩尔热容之比，P为气体的压强,。
为气体的密度
如在标准状态下，空气中的声速为
1.4 1.013 10 v 331m s 1 1.293
5
例 试求摩尔质量为m、温度为T 的理想气体中的声速。 解
m pV RT M
MP RT
周期性变化。前者声压为负值，后者声压为正值。 对平面简谐波来说，可以证明声压振幅为
Pm uA
声强
声强级
单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的声波能量，
叫声波的能流密度或声强。
可以证明，声强公式为
2 P 1 1 m I uA2 2 2 2 u
即声强与频率的平方、振幅的平方成正比，其单位是 W m 2 超声波的频率高，因而它的声强就很大。 爆炸声、炮声等声波由于振幅大、声强也可以很大。 能够引起人听觉的声强范围大约为10-12W· m-2～1W· m-2。此 范围很大。
超声检测技术
利用超声波的定向发射性质,可以探测水中的物体,如探测 鱼群、潜艇等,也可以测量海水的深度,研究海底的地形起 伏,发现海礁和浅滩.
在工业上,超声波可以探测工件内部的缺陷(如气泡、裂缝、 砂眼等)
超声波与捕鱼 如试验研究发现，鱼在觅食时可发出一定的特征声谱。当 人工模仿或直接播放鱼在觅食时发出的特征声谱时，即使