医学物理学-机械波课件.pptVIP

一、声波的性质 声幅 2.声阻抗 1. 声压 瞬时声压：介质中某点的压强与无声波传播时的压强之差 平面简谐波的声压： 表征介质的声学特性的一个重要物理量。 几种介质的声速和声阻抗 介质 声速（m·s-1） 密度（kg·m-3） 声阻抗（kg·m-2·s-1） 空气 3.32×102(0℃) 1.29 4.28×102 3.44×102(20℃) 1.21 4.16×102 水 14.8×102(20℃) 988.2 1.48×106 脂肪 14.0×102 970 1.36×106 脑 15.3×102 1020 1.56×106 肌肉 15.7×102 1040 1.63×106 密质骨 36.0×102 1700 6.12×106 3. 声强 单位时间内通过垂直于声波的 传播方向的单位面积的声波的平均能量。 单位：W/m2。 在垂直入射的条件下 强度反射系数 强度透射系数 4.声波的透射与反射 Z1 Z2 Ii Ir It Z2Z1 或 Z1Z2 几乎全反射 Z1≈Z2 几乎全透射 二、听觉区域 听觉区域：由听阈线、痛阈线、20Hz和20 kHz线所围成的区域 痛阈：耳可忍受的最大声强值; 听阈:能引起听觉的最小声强值; 三、 声强级 取1kHz声音的听阈值I0=10?12W·m?2作为标准参考声强，声强级L表示为 声强差1012倍的范围分成了 0—120dB的声强级 四、响度级 选用1 kHz响度作为标准，将其它频率响度与此标准相比较,响度相同时，它们有相同的响度级。 1kHz的声音，声强级在数值上等于响度级。单位方(phon) 在观测者运动情况下，频率的改变是由于观测者观测到的波数增加或减少所致 观测者向着波源运动 1. 波源静止观测者运动 观测者离开波源运动 第六节 多普勒效应 波源或观测者相对于介质运动，造成观测频率与波源频率不同的现象。 S P 波源远离观测者而去 观测者看来，波长缩短为 波源运动，观测频率的改变是由于波长的缩短或伸长所致。 2．观测者静止波源运动 A 星体的红移是普遍现象，宇宙是不断膨胀 3．波源和观测者同时相对于介质运动 相向运动，取正值；离开，取负值。 4. 波源速度与观测者速度不共线 波源和观测者分别于连线的夹角为α和β 第七节 超 声 波 特性：方向性好；穿透本领大；界面反射好。 特殊作用：机械作用；空化作用；热作用。 （吴明海） * 第五章 机械波 教学基本要求 1. 掌握描述波动的基本物理量，能根据已知质点的简谐振动表达式建立平面简谐波的波函数。理解波函数的物理意义。 2. 掌握波的相干条件，能运用相位差和波程差的概念确定相干波叠加后振幅的强弱条件。 3. 理解波的能量和多普勒效应。 4.了解驻波、声学的基本概念和超声波的特性及其医学应用。 一、机械波的产生 机械波：机械振动在弹性介质中的传播过程。 产生条件：波源和弹性介质。 波的传播：振动状态或相位的传播（波形、能量） 第一节 机 械 波 横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。 纵波：质点振动方向与波的传播方向平行。 二、波面和波线 波面：t 时刻由振动位相相同的各质点所连成的面. 波前：最前面的波面。 波线：表示波的传播方向的线。 平面波 球面波 波面 波线 波前 三、波速 波长 波的周期和频率 ●同一波在不同介质中波速不同，周期（或频率）不变，波长随介质而改变 波速决定于介质的惯性（密度）和弹性（弹性摸量） 波速u：单位时间内振动相位传播的距离。又称相速度 波长λ：两相邻同相点间的距离。 波的频率ν ：即介质质点的振动频率。 固体 液体和气体 横波 纵波 条件：介质均匀；介质中各质元的振动均为简谐振动；波面为平面；波在传播过程中无能量吸收。 第二节 简 谐 波 一、平面简谐波的波函数 1.平面简谐波的波函数 y x o x u p 原点O处的振动表达式 （沿x轴正方向传播） 平面简谐波的波函数 还可写成以下形式 K = 2? / ? 波数 S x o x u p 如果波沿 –x 方向传播，请写出波的表达式？ ①当