近代声学技术概述第1次课.ppt

课程主要内容 第一章 近代声学技术概述（2学时） 第二章 电声学及其相关技术（2学时） 第三章 环境声学及其相关技术（4学时） 第四章 声学探测（6学时） 第五章 其他活跃的声学分支介绍（2学时） 课程目标 通过此门课程的学习,对声学领域的研究内容有个初步了解. 对基本的声学原理有所了解. 对现代生活中常见的声学技术应用有所认识. 培养探索研究的兴趣. 参考文献 《近代声学概述》，参阅相关期刊文献。 《影视录音电声学》林达悃，中国广播电视出版社。 《建筑声学设计原理》吴硕贤 中国建筑出版社 《检测声学原理及应用》尚志远 西北工业大学出版社 《超声医学基础》陈思平 人民军医出版社 马大猷. 声学手册. 北京：科学出版社 《声学学报》编辑委员会. 声学学报.《声学学报》编辑部 《应用声学》编辑委员会. 应用声学.《应用声学》编辑部 《声学技术》编辑委员会. 声学技术.《声学技术》编辑部 《美国声学杂志》编辑委员会. 美国声学杂志.《美国声学杂志》编辑部 第一讲 近代声学技术概述 人类主要通过光和声两种媒介来获取外部信息。 早在16世纪，伽利略就曾对弦的振动和发声做了详细的观察和研究。 1900年Sabin发表”先进建筑声学”,给出赛宾公式。 1978、1979年科学家瑞利发表了“声学理论”。 第一讲 近代声学技术概述 “次声”、“可听声”和“超声”，根据人类的感觉对声做分类定义的。大象用次声交流，蝙蝠和海豚有超声的语言。 近代声学的研究和应用已远远超出人们听觉的限制。覆盖了及其宽广的频率范围和及其广阔的领域(0Hz~1014Hz),形成了许多的边缘学科。 第一讲 近代声学技术概述 第一次世界大战中，探测水艇的需求刺激了超声学和水声学的发展。 P.Langevin从1916年起研究产生和运用水下超声。 1920年，贝尔实验室开始开发现代电话通讯和心理声学的研究。1940年起，声学进入了医学界和化学界，超声透热疗法和超声加速化学反应的尝试。 在工业中也出现了早期的无损检测仪器。 二次大战中，提出了在极强噪声环境下(如坦克)的可靠语言交流的需要，大大促进了声学的发展。 第一讲 近代声学技术概述 经典声学的理论很早被提出来，但到二十世纪后期，伴随着微电子科学技术、特别是半导体集成电路得发明，计算机科学技术和其它学科的发展和进步，声学取得了巨大的飞速的发展。 近代声学是在声学工作中应用电子技术而发展起来的，实验条件的基础是电声测量技术. 第一讲 近代声学概述 近代声学特点及主要研究内容 近代声学的主要应用技术 （一）近代声学特点及主要研究内容 声学是一门研究声音的发生、传播、接收以及声波与物质相互作用的科学 。 声学是一门渗透性很强的学科 。 声学已经成为近代物理科学中非常活跃的一个分支学科。 近代声学有很宽阔的频率范围和媒质类别，分支既多，范畴又广，用其所长，舍其所短，就能充分利用声波来达到各种不同目的 。 （一）近代声学特点及主要研究内容 按照研究的对象和内容，近代声学有许多分支。主要有：物理声学、线性声学、非线性声学、语言声学、音乐声学、水声学、超声学、量子声学、环境声学、建筑声学、生理声学、心理声学、生物声学、计量声学、电声学、超声电子学、超声医学、声测量和仪器、声信号处理等等 。 （一）近代声学特点及主要研究内容 声学作为物理学基础学科的研究 声作为信息载体的研究 声作为能量载体的研究 声作为信号处理载体的研究 声作为人类听觉载体的研究 超声诊断和治疗 声换能器和声信号处理 （一）近代声学特点及主要研究内容 （1）声学作为物理学基础学科的研究 声学基本问题是振动和声的基本特性和各种效应。 对于声的辐射、传播和散射问题，扩展到对脉冲波、对一些复杂形状的发声体和散射体做研究。 声学基本量的测量、特别是精确测量一般来说是很难进行的 。 声与物质的相互作用研究是很重要的方面，具有显著的交叉性。 声光效应、声致发光，热声效应等。 （一）近代声学特点及主要研究内容 （2） 声作为信息载体的研究 声是机械波。声能够成为信号，作为信息的载体，用于通讯、测量、检测、声波地质勘探和控制等。电话语言通信研究、自动识别的直接应用是声控开关。 目标的定位、测距、识别等，以及传声介质声学特性的测量，是超声学、水声学、大气声学、超声医学、声波地质勘探等共同关心的问题，但媒质、指标、先验知识的差别导致面临的问题是不同。 （一）近代声学特点及主要研究内容 （3）声作为能量载体的研究 作为波动，声本身携带和传递能量。次声的能量能够引起人或生物的不适，高声强的可听声或超声环境中的老鼠和鱼类会很快死亡 声能能够改变物质的结构、状态、功能、或加速这些改变的过程。产生极端物理环境，如高温高压高电场，液体中“声空化效应”是功率超声的主要作用机理。