聲和超聲課件

第三章

聲和超聲Soundandultrasonicsound第三章聲和超聲

掌握：聲壓、聲強(qiáng)、聲強(qiáng)級、聲壓級、

多普勒效應(yīng)

熟悉：聲阻、響度級、超聲診斷物理原理

了解：聽力曲線、超聲波的特性與作用、超聲診斷儀

思考題：1.Pm和哪些因素有關(guān)？2.聲速和哪些因素有關(guān)？3.I和P的關(guān)系？4.SIL＝0dB是何含義？聽力曲線上的0dB是何含義？5.待測聲波和參考聲波處于同一媒質(zhì)中，SIL和SPL的關(guān)系？6.多普勒效應(yīng)中，人動波源不動，相當(dāng)于f＝c／λ中哪個物理量改變？波源動人不動，相當(dāng)于f＝c／λ中哪個物理量改變？傳播形式：在氣體和液體中，縱波；在固體中，縱波和橫波。一、聲波的物理性質(zhì)用振動方向與波的傳播方向的關(guān)系來區(qū)分橫波和縱波；橫波的振動方向垂直與傳播方向，縱波的振動方向與傳播方向一致；同一種介質(zhì)中縱波比橫波的傳播速度大。4.媒質(zhì)不均勻，聲波非直線傳播。3.c固>c液>c氣；2.傳播速度：與媒質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與頻率無關(guān)；一、聲波的物理性質(zhì)

聲壓——媒質(zhì)中有聲波傳播時的壓強(qiáng)和無聲波傳播時的原始壓強(qiáng)之差。二、描述聲波的物理量1.聲壓(SoundPressure)聲音在空氣中傳播為縱波（疏密波），傳播時引起壓強(qiáng)的局部變化。物理意義：1）在傳播空間聲壓按余弦規(guī)律變化；2）壓強(qiáng)波與聲波同頻率同速度；2、聲阻（acousticalimpedance）（1）定義：Pm=cVmZ=c，單位：瑞利（N·S·m-3）

(V=IR)ΔZ↑→αir↑（2）強(qiáng)度反射系數(shù)3、聲強(qiáng)（soundintensity）定義:

能流密度單位：瓦／米2(聲音的傳播是能量的傳播過程)同一媒質(zhì)中10-12w/m2

I1w/m2

(人耳對聲音的強(qiáng)弱的辨別是相對的，不是同強(qiáng)度的絕對值成正比，而同強(qiáng)度的對數(shù)成正比。)§2聲強(qiáng)級聲壓級響度級一、聲強(qiáng)級(SoundIntensitylevel，SIL)——以對數(shù)標(biāo)度度量聲強(qiáng)等級的物理量(以I0＝10-12w/m2的1000Hz的純音為參考聲強(qiáng))一、聲強(qiáng)級(SoundIntensitylevel，SIL)定義：【例1】一臺機(jī)器所產(chǎn)生的噪音為100分貝：若再增加一臺同樣的機(jī)器，其聲強(qiáng)級是多少？【解】例2：有若干個相同的喇叭，每只聲強(qiáng)為10-11W/m2，求三只喇叭與一只喇叭的聲強(qiáng)級差，多少只喇叭是一只喇叭的聲強(qiáng)級的三倍。解：例3：80db的聲波，其能流密度是多少？單位時間內(nèi)垂直通過單位面積上的平均能量是多少？解：聲強(qiáng)就是聲音的強(qiáng)度，也就是能流密度，即單位時間內(nèi)通過垂直于聲波傳播方向的單位面積上的平均能量。三、響度級(Loudnesslevel)

單位：方(phon)大小：1000Hz的純音的聲強(qiáng)級——度量人耳對聲音主觀感覺

(強(qiáng)度和頻率）的量值聽野10-12w/m2

I1w/m2

20HZ

f

20000HZ聲強(qiáng)級（dB）聽閾0方曲線為聽閾曲線120方曲線為痛閾曲線四、聽力曲線參考聲強(qiáng)：正常人的聽閾值聽力曲線的0分貝表示某種頻率聲音的聲強(qiáng)和其聽閾值（正常人的統(tǒng)計平均值）相等。

正常人的聽力曲線必定在0分貝附近。2.vO=0，vS≠O，S→O運(yùn)動：

規(guī)律：觀察者運(yùn)動，單位時間內(nèi)接收波數(shù)變化；波源運(yùn)動，波長變化；

3.波源和觀察者都運(yùn)動兩者靠近→f↑；兩者遠(yuǎn)離→f↓?！?超聲波（UltrasonicWave）超聲波——頻率高于20KHz，不能引起人耳聽覺的聲波一、超聲波的發(fā)生與接收（自學(xué)）二、超聲波的特性

1.方向性好；2.穿透性強(qiáng)；3.反射顯著；4.功率較大。三、超聲波對物質(zhì)的作用

1.機(jī)械作用；2.熱作用；3.空化作用。四、超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用（超聲診斷儀）信號顯示方式：幅度調(diào)制和輝度調(diào)制

診斷原理：超聲波→聲阻不同的界面→回波(echo)→幅度（輝度）幾種不同功能的超聲診斷儀：

1.A型超聲診斷儀

2.B型超聲診斷儀

3.M型超聲診斷儀屏幕顯示4.多普勒超聲診斷儀（D型)本章小結(jié)1.聲波：20Hz~20000Hz

2.聲壓

3.聲阻Z＝ρc（瑞利）

4.強(qiáng)度反射系數(shù)

ΔZ↑→αir↑，反射波越強(qiáng)。5.聲強(qiáng)

6.聲強(qiáng)級

I0＝10-12w/m2（1000Hz的純音）7.聲壓級8.響度級＝1000Hz的純音的聲強(qiáng)級（方）

9.等響曲線——f、I不同，但響度感覺同。

10.聽力曲線