聲學(xué)基礎(chǔ)試題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)一、 名詞解釋（3分×412分）自由振動(dòng)系統(tǒng)只在彈性力作用下的振動(dòng)。臨界入射入射角等于臨界角時(shí)的聲波斜入射。聲功率單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于聲傳播方向的面積S的平均聲能量。體應(yīng)變?cè)谕饬ψ饔孟?，介質(zhì)體積的變化率。二、 填空（1分×2323分）1、 對(duì)于強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)而言，當(dāng)外力頻率_等于_系統(tǒng)固有頻率時(shí)，系統(tǒng)的振動(dòng)速度出現(xiàn)_共振現(xiàn)象_。 2、自由振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率_。 3、由于阻尼力的作用，使得衰減振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率_低于_自由振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。4、聲波在兩種流體分界面上產(chǎn)生反射、折射時(shí)，應(yīng)滿足邊界條件。即分界面兩側(cè)介質(zhì)內(nèi)聲場(chǎng)的_聲壓_、_

2、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度_在分界面上_連續(xù)_。5、聲波在兩種流體分界面上產(chǎn)生反射、折射時(shí)，聲功率的反射系數(shù)與折射系數(shù)之和_1_。6、聲波在兩種流體分界面上產(chǎn)生臨界斜入射的條件是_入射波速度v1小于折射波速度v2_，臨界入射角為_。7、一維情況下理想流體媒質(zhì)中的三個(gè)基本方程分別為_運(yùn)動(dòng)方程_、_連續(xù)性方程_、_物態(tài)方程_。8、媒質(zhì)的特性阻抗（即波阻抗）等于_媒質(zhì)聲波速度與媒質(zhì)密度的乘積。9、兩個(gè)同相小球源的指向特性_。10、輻射聲波波長(zhǎng)為，間距為l的n個(gè)同相小球源組成的聲柱的主聲束的角寬度_。11、均勻各向同性線彈性介質(zhì)的正應(yīng)力與正應(yīng)變的關(guān)系_；切應(yīng)力與切應(yīng)變的關(guān)系_。12、根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)特點(diǎn)，薄板中的蘭姆波

3、可分為_對(duì)稱型_和_非對(duì)稱型兩類。13、根據(jù)瑞利波和蘭姆波的周期方程可知，瑞利波的速度與頻率_無關(guān)_，是無頻散波；而蘭姆波相速度與頻率_有關(guān)_，是_頻散波_。三、 判斷并改錯(cuò)（2分×714分）1、 在無限大介質(zhì)中傳播的波稱為瑞利波。錯(cuò)誤沿?zé)o限大自由表面?zhèn)鞑サ牟ǚQ為瑞利波。2、 當(dāng)考慮彈簧質(zhì)量時(shí)，自由振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率增大。錯(cuò)誤當(dāng)考慮彈簧質(zhì)量時(shí)，自由振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率降低。3、 對(duì)于強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)而言，當(dāng)外力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時(shí)，系統(tǒng)的振動(dòng)位移出現(xiàn)共振現(xiàn)象。 錯(cuò)誤 對(duì)于強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)而言，當(dāng)外力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時(shí)，系統(tǒng)的振動(dòng)速度出現(xiàn)共振現(xiàn)象。4、 衰減振動(dòng)的衰減系數(shù)與系統(tǒng)所受的阻力系

4、數(shù)Rm、振子質(zhì)量Mm成反比。錯(cuò)誤 衰減振動(dòng)的衰減系數(shù)與系統(tǒng)所受的阻力系數(shù)成正比，與振子質(zhì)量成反比。5、 聲場(chǎng)對(duì)小球源的反作用力與小球源的輻射阻抗、表面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的關(guān)系為 正確6、 聲波在兩種流體分界面上發(fā)生反射、折射時(shí)，聲強(qiáng)的反射系數(shù)與折射系數(shù)之和等于1。 錯(cuò)誤 聲波在兩種流體分界面上發(fā)生反射、折射時(shí)，聲功率的反射系數(shù)與折射系數(shù)之和等于1?；?聲波在兩種流體分界面上發(fā)生反射、折射時(shí)，聲強(qiáng)的反射系數(shù)與折射系數(shù)之和不一定等于1?；?聲波在兩種流體分界面上發(fā)生垂直入射時(shí)，聲強(qiáng)的反射系數(shù)與折射系數(shù)之和等于1。7、 橫波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。正確。四、 簡(jiǎn)答題（5分&#

5、215;26分16分）1、 簡(jiǎn)述瑞利波的特點(diǎn)。瑞利波具有以下特點(diǎn)1）、沿?zé)o限大自由表面?zhèn)鞑ィ?）、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)軌跡為橢圓。垂直聲波傳播傳播方向和沿聲波傳播方向。位移幅度隨距表面距離的增加，按負(fù)指數(shù)規(guī)律減小。 3）、聲場(chǎng)能量集中分布在距表面一定深度范圍內(nèi)，此范圍大小與聲波波長(zhǎng)成正比。 4）、瑞利波速度與頻率無關(guān)。是非頻散波。 5）、瑞利波速度與介質(zhì)的橫波速度、泊松比有關(guān)。瑞利波速度略低于介質(zhì)的橫波速度。2、 簡(jiǎn)述聲偶極輻射聲場(chǎng)的聲壓分布特點(diǎn)。1）、聲偶極輻射聲場(chǎng)的聲壓 與單個(gè)小球源的輻射聲壓相比，偶極子聲源的輻射聲壓不僅與單個(gè)小球源的輻射聲壓有關(guān)，還與kl及有關(guān)。2）、聲偶極輻射聲場(chǎng)的聲壓指向性3）

6、、聲偶極輻射聲場(chǎng)的聲壓分布與觀察點(diǎn)的位置即方位、距偶極聲源中心點(diǎn)的距離有關(guān)。當(dāng)0º或180º時(shí)，合成聲壓最大；當(dāng)90º或270º時(shí)，合成聲壓為零。3、 根據(jù)下圖，分析小球源1的輻射聲功率隨兩個(gè)小球間的距離與波長(zhǎng)的比值而起伏變化的規(guī)律。由上圖小球源1的輻射阻與其單獨(dú)存在時(shí)的輻射阻比值和源距/波長(zhǎng)的關(guān)系可以看出：1）、小球源1的輻射聲功率隨兩個(gè)小球間的距離與波長(zhǎng)的比值而起伏變化。當(dāng)源距/波長(zhǎng)滿足，小球源1的輻射聲功率小于其單獨(dú)存在時(shí)輻射聲功率。而當(dāng)源距/波長(zhǎng)滿足時(shí)，小球源1的輻射聲功率大于其單獨(dú)存在時(shí)輻射聲功率。2）、當(dāng)兩個(gè)小球間的距離與波長(zhǎng)的比值比較小時(shí)，

7、小球源1的輻射聲功率是其單獨(dú)存在時(shí)輻射聲功率的2倍。3）、當(dāng)兩個(gè)小球間的距離與波長(zhǎng)的比值比較大時(shí)，小球源1的輻射聲功率等于其單獨(dú)存在時(shí)的輻射聲功率。五、1、（5分）有一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)系統(tǒng)，固有頻率為fo，質(zhì)量為Mm，彈性系數(shù)為Km?，F(xiàn)在此質(zhì)量上再附加一已知質(zhì)量m，此時(shí)系統(tǒng)固有頻率為f1。求系統(tǒng)的質(zhì)量Mm和彈性系數(shù)Km。(不計(jì)彈簧質(zhì)量)1、解：1）、因?yàn)?所以 （1分） 2）、因?yàn)?所以 (1分） 3)、由1）、2）得： （3分）2、（5分×210分） 已知流體1的波阻抗為3000Pa·S/m，流體2的波阻抗為5000 Pa·S/m。1）、求聲波由流體1垂直入射到兩種流體

8、分界面時(shí)的聲壓反射系數(shù)和透射系數(shù)。 2）、求聲波由流體1垂直入射到兩種流體分界面時(shí)的聲強(qiáng)反射系數(shù)和透射系數(shù)。2、解：1）、聲波由流體1垂直入射到兩種流體分界面時(shí)的聲壓反射系數(shù)和透射系數(shù)。（1）、 （2.5分） （2）、 （2.5分）2）、聲波由流體1垂直入射到兩種流體分界面時(shí)的聲強(qiáng)反射系數(shù)和透射系數(shù)。 （2.5分） （2.5分）或 因?yàn)槭谴怪比肷?，所?3、（8分）試用泊松比表示地層縱波速度與橫波速度比。泊松比任取一值，計(jì)算對(duì)應(yīng)的速度比。3、解：1）、 ； （2分） 2）、 ； （2分）將2）代入1）整理得： （1分）設(shè)0.25 代入速度比關(guān)系式，得 （3分）六、任選一題（12分）1、計(jì)算如下圖所示的絕對(duì)軟分界面前偶極子的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射聲壓。解：1)、因?yàn)槭墙^對(duì)軟分界面，所以鏡像聲源的振動(dòng)相位與其相反。如下圖所示（2分）2）、根據(jù)聲場(chǎng)疊加原理，遠(yuǎn)場(chǎng)輻射聲壓為每一個(gè)小球源單獨(dú)存在時(shí)輻射聲壓之和。（4分） 其中： 3）、化簡(jiǎn)2）