物理学教程 6-3波的能量声强级 (第二版) 波动能量的传播 当机械波在媒质中传播时，媒质中各质点 均在其平衡位置附近振动，因而具有振动动能， 同时，介质发生弹性形变，因而具有弹性势能. 以一列绳线上的横波为例分析波动能量的传播. X 第六章机械波
物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 一 波动能量的传播 当机械波在媒质中传播时，媒质中各质点 均在其平衡位置附近振动，因而具有振动动能. 同时，介质发生弹性形变，因而具有弹性势能. 以一列绳线上的横波为例分析波动能量的传播. O y dx (a) x m y dx (b)
6-3波的能量声强级 物理学教程 (第二版) a dx 取长度为dx的体积元 日体积元在平衡位置(a)时，动能、势能和总 机械能均最大。 日体积元在位移最大处(b)时，三者均为零 日波动是能量传递的一种方式. 第六章机械波
物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 取长度为 dx 的体积元 体积元在平衡位置（a）时，动能、势能和总 机械能均最大. 体积元在位移最大处（b）时，三者均为零. 波动是能量传递的一种方式 . O y dx (a) x m y dx (b)
物理学教程 6-3波的能量声强级 (第二版) 波的能流和能流密度 能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量， 平均能流： P 二 wuS > 能流密度（波的强度）I: d 通过垂直于波传播方向的单 位面积的平均能流 I=P/S=wu udt S I-pAoiu 第六章机械波
物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 波的能流和能流密度 ➢ 能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量. ➢ 平均能流： P = wuS I = P S = wu ➢ 能流密度 ( 波的强度 ) I : 通过垂直于波传播方向的单 位面积的平均能流. udt S u I A u 2 2 2 1 =
6-3波的能量声强级 物理学教程 (第二版) *二声强级超声波和次声波 在弹性介质中传播的机械纵波，一般统称为声波， 可闻声波 /(wm2) 20~20000Hz 痛觉阅 次声波 低于20Hz 10 一音乐 超声波 10 10 语言 高于20000Hz 10-1 >声强： 10-10 可闻阙 声波的能流 1012 y/Hz 密度 20 100300100030001000020000 第六章机械波
物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 在弹性介质中传播的机械纵波，一般统称为声波. 可闻声波 20 ~ 20000 Hz 次声波 低于20 Hz 超声波 高于20000 Hz ➢ 声强： 声波的能流 密度. * 二 声强级 超声波和次声波
物理学教程 6-3波的能量声强级 (第二版) 声强：声波的能流密度.1=。pMou 能够引起人们听觉的声强范围： 10-12Wm2~1Wm2 声强级：人们规定声强I。=10-12Wm2(即相 当于频率为1000Hz的声波能引起听觉的最弱的声强) 为测定声强的标准.如某声波的声强为1， 则比值II。 的对数，叫做相应于I的声强级L1· L=Ig 贝尔(B) L,=101g 分贝（dB) 第六章机械波
物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 0 lg I I LI = 贝尔（B） 声强：声波的能流密度. I A u 2 2 2 1 = 0 10lg I I LI = 分贝（ dB ） 能够引起人们听觉的声强范围： 1 2 2 2 10 W m ~1W m − − − 声强级：人们规定声强 （即相 当于频率为 1000 Hz 的声波能引起听觉的最弱的声强） 为测定声强的标准. 如某声波的声强为 I ， 则比值 的对数，叫做相应于 I 的声强级 LI . 0 I I 12 2 0 10 W m − − I =
6-3波的能量声强级 物理学教程 (第二版) 几种声音近似的声强、声强级和响度 声源 声强W/m2 声强级dB 响度 引起痛觉的声音 1 120 摇滚音乐会 10-1 110 震耳 交通繁忙的街道 10-5 70 响 通常的谈话 10-6 60 正常 耳语 10-10 20 轻 树叶的沙沙声 10-11 10 极轻 引起听觉的最弱声音 1012 第六章机械波
物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 声源 声强W/m2 声强级dB 响度 引起痛觉的声音 1 120 摇滚音乐会 10-1 110 震耳 交通繁忙的街道 10-5 70 响 通常的谈话 10-6 60 正常 耳语 10-10 20 轻 树叶的沙沙声 10-11 10 极轻 引起听觉的最弱声音 10-12 0 几种声音近似的声强、声强级和响度
6-3波的能量声强级 物理学教程 (第二版) 超声波在科学研究和生产上的应用 1.在检测中的应用 超声波频率高（可达10Hz)、能量大、穿透本 领大，可用于测量海洋深度，海底地形，探测沉船和鱼 群；工业探伤；医学上用超声波显示人体内部病变部分 图象等 声纳探测器：船只上的发 射器先向海底发射超声波，然 后通过仪器接收和分析反射回 来的讯息，从而得到整个海床 604 的面貌. 第六章机械波
物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 ➢ 超声波在科学研究和生产上的应用 声纳探测器: 船只上的发 射器先向海底发射超声波，然 后通过仪器接收和分析反射回 来的讯息，从而得到整个海床 的面貌. 超声波频率高（可达 ）、 能量大、穿透本 领大，可用于测量海洋深度，海底地形，探测沉船和鱼 群；工业探伤; 医学上用超声波显示人体内部病变部分 图象等. 1. 在检测中的应用 10 Hz 9
6-3波的能量声强级 物理学教程 (第二版) B超：因为不同身体构造反射是不同的，所以 高频率声音（超声波）可用来作医学成像.越短 的波长，得到的解像度就越高： 第六章机械波
物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 B超: 因为不同身体构造反射是不同的，所以 高频率声音 ( 超声波 ）可用来作医学成像. 越短 的波长，得到的解像度就越高
物理学教程 6-3波的能量声强级 (第二版) 2.在加工处理和医学治疗中的应用 超声波在液体中会引起空化作用，它可用于捣碎 药物制成各种药剂，食品工业上用于制作调味剂，建 筑业上用于制作水泥乳烛液， 多普勒超声波扫描术：利用多普勒效应，反射超 声波物体的运动会改变回声的频率，可测量血流速度， 超声波可以用来弄碎肾石，消毒食物，因为高速 的振动会令细菌难以抵抗.超声波亦可以用来清除眼 镜或饰物的污垢. 第六章机械波
物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 2. 在加工处理和医学治疗中的应用 超声波在液体中会引起空化作用, 它可用于捣碎 药物制成各种药剂, 食品工业上用于制作调味剂, 建 筑业上用于制作水泥乳烛液. 超声波可以用来弄碎肾石, 消毒食物，因为高速 的振动会令细菌难以抵抗. 超声波亦可以用来清除眼 镜或饰物的污垢. 多普勒超声波扫描术: 利用多普勒效应, 反射超 声波物体的运动会改变回声的频率,可测量血流速度
物理学教程 6-3波的能量声强级 (第二版) 3.超声电子学 利用超声元件代替电子元件制作在107~109Hz内 的延迟线，振荡器，谐振器，带通滤波器等仪器，可广 泛用于电视、通讯、雷达等方面. 次声(104~20z)：在火山爆发、地震、陨 石落地、大气湍流、雷暴、磁暴等自然活动中都会有 次声产生，次声是研究地球、大气、海洋运动的有力 工具 次声波武器：用振荡频率与人体大脑节律或人体 内脏器官固有频率相近的次声波，使人神经错乱或破 坏内脏至死亡.这是目前威力最大的声波武器 第六章机械波
物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 3. 超声电子学 利用超声元件代替电子元件制作在 内 的延迟线, 振荡器, 谐振器, 带通滤波器等仪器, 可广 泛用于电视、通讯、雷达等方面. 10 ~10 Hz 7 9 次声（ ）：在火山爆发、地震、陨 石落地、大气湍流、雷暴、磁暴等自然活动中都会有 次声产生，次声是研究地球、大气、海洋运动的有力 工具. 10 ~ 20Hz −4 次声波武器: 用振荡频率与人体大脑节律或人体 内脏器官固有频率相近的次声波, 使人神经错乱或破 坏内脏至死亡. 这是目前威力最大的声波武器