大学物理26-3 波的能量 声强级23 波的能量 声强级
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§5惠更斯原理波的衍射波的反射与折射一、惠更斯原理OS 1S 2u ∆tu ∆tS 1S 2在均匀的自由空间波传播时,任一波面上的每一点都可以看作发射子波的点波源,以后任意时刻,这些子波的包迹就是该时刻的波面。
——波沿直线传播t+∆t 时波面t 时波面t+∆t 时波面S1i 2三、波的反射与折射介质1MN反射波与入射波在同一介质中传播tu MD AN ∆==i容易算出i i '=(n 1)(n 2)A B C DMNi 1i1tu MD ∆1=tu AN ∆2=21u u AN MD =2sin i AD AN =1sin i AD MD =11u c n =22u c n =2211sin sin i n i n =介质2A B C D1122sin sin i u i u =21n =介质2相对于介质1的折射率折射波与入射波在不同介质中传播介质相对于空气的折射率声波—机械纵波一、声压媒质中有声波传播时的压力与无声波传播时的静压力之差纵波—疏密波稀疏区域:实际压力小于静压力,声压为负值稠密区域:实际压力大于静压力,声压为正值§7声波与声强级次声波可闻声超声波声压是仪器所测得的物理量定义声压:p = p -p 0对某声波媒质无声波——静压力p 0 、密度ρ0有声波——压力p 、密度ρ)(Hz ν2020000p+pV+∆V ∆V。
大学物理课程介绍大学物理是一门实验性科学,它很好的将理论和实践结合起来,是理论联系实际的一个窗口。
能够培养学生用科学的眼睛看世界,坚持真理,破除迷信。
大学物理是低年级开设的课程,在使学生树立正确学习态度、掌握科学学习方法,培养独立获取知识的能力方面起十分重要的作用。
本课程主要由:质点运动学、质点动力学、振动和波、波动光学、分子动理论、热力学以及电磁学七个部分组成。
本课程课程代码为:090201本课程课程类别为:基础课,必修课。
本课程适用对象为:理工科各类非物理专业的本专科学生。
授课学时:本科化工类、轻纺类授课总学时为68学时,3.4学分,第二学期一学期完成;本科材料类、建工类、机械类、动力类、电子信息类授课总学时为100学时,5学分,分第二学期68学时,3.4学分和第三学期32学时,1.6学分两学期完成。
专科授课总学时为70学时,3.5学分。
本课程目前师资配备为:教授2名,副教授2名,讲师6名,助教10名。
本课程考核形式:闭卷考试占70%,作业及平时成绩占30% 。
本课程教材与教学参考书:基本教材:内蒙古工业大学物理系编.《大学物理》(第一版). 内蒙古大学出版社. 2002.教学参考书:1、祁关泉等译.《物理学史》.上海教育出版社.1986,3.2、何维杰,欧阳玉.《物理学思想史与方法论》.湖南大学出版社.2001,9.3、赵凯华,罗蔚茵.《新概念物理教程》(力学…).高等教育出版社.1986,2.4、尹鸿钧.《基础物理教程丛书》(力学…).中国科学技术大学出版社.1996,2.5、顾建中.《力学教程》.人民教育出版社.1979.3.6、梁昆淼.《力学》(上、下册,修订版).人民教育出版社.1980.1.7、李椿,章立源,钱尚武.《热学》.人民教育出版社.1978.9.8、赵凯华.《电磁学》(上、下册).人民教育出版社.1978,4.9、梁灿彬,秦光戎,梁竹健.《电磁学》.人民教育出版社.1980,12.10、姚启钧.《光学教程》.人民教育出版社.1981.6.11、母国光,李若蹯.《普通物理学》(光学部分).高等教育出版社.1965.11.12、章志鸣,沈元华,陈惠芬.《光学》.高等教育出版社.2000,6.13、张三慧.《大学物理学》(第一、二、三、四、五册).清华大学出版社.1999.14、陆果.《基础物理学教程》(上、下册).高等教育出版社.1998.15、[美]阿特.霍布森.《物理学:基本概念极其与方方面面的联系》.上海科学技术出版社.2001.16、邓飞帆,葛昆龄,王祖恺.《普通物理疑难问答》.湖南科技出版社.1984,7.17、华东师大普物研究室.《大学物理选择题》.北京工业学院出版社.1987,10.18、[英]Toh kok Aun,Tan Sean Huat.《普通物理选择题》.上海科技文献出版社.1985,6.19、四川师范学院物理系电磁学教研组.《电磁学思考题解答》(上、下册).1980,4.20、潘仲麟,黄有兴.《电磁学解题指导》.浙江科技出版社.1982,5.21、苏曾燧.《普通物理思考题集》(第二版).高等教育出版社.1983,7.22、杨建华,苏惠惠.《大学物理学重大难点专题辅导》.成都科技大学出版社.1993,12.23、北京大学物理系,中国科技大学物理教研室.《物理学习题集》(第一、二、三集).1980.4,1983.4.24、王发伯,赵仲罴,黄宁庆,罗维治等.《普通物理典型题解》.湖南科技出版社.1981,5.25、马文蔚等编.《物理学》(第三版).高等教育出版社.1993.26、D. Halliday,R. Resnick,K. S. Krane.《PHYSICS》Fifth Edition. JOHN WILEY & SONS,INC.2002.《大学物理》课程教学大纲一、课程名称大学物理(University physics)二、课程编码090201三、学时数、学分数、开课学期总学时100学时;5学分第二学期:68学时;3.4学分。
声学计算公式大全1.声压级公式:声压级(Lp) = 20 * log10(p/p0)其中,p为声压,p0为参考声压(通常取20微帕)。
2.声强级公式:声强级(Lw)= 10 * log10(I/10^-12)其中,I为声强。
3.声强公式:声强(I)=p*v其中,p为声压,v为声速。
4.声能级公式:声能级(Le)= Lu - 10 * log10(S/S0)其中,Lu为声能,S为参考面积,S0为参考面积(1平方米)。
5.声能公式:声能(Lu)=P*T其中,P为声功率,T为时间。
6.声功率级公式:声功率级(Lw)= 10 * log10(W/10^-12)其中,W为声功率。
7.声功率公式:声功率(W)=p*S*v其中,p为声压,S为振动面积,v为振动速度。
8.声深度公式:声深度(Ld)= 20 * log10(d/d0)其中,d为距离,d0为参考距离。
9.声暴公式:声暴(SN)= 20 * log10(sqrt(L1/L0) * (R0/R1)^2)其中,L1和L0为两个声级的差值,R0和R1为两个距离的比值。
10.波长公式:波长(λ)=v/f其中,v为声速,f为频率。
11.反射系数公式:反射系数(R)=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)其中,Z1和Z2为两个介质的声阻抗。
12.驻波公式:驻波(λ/2)=L/n其中,L为管道长度,n为节点数。
13.声阻抗公式:声阻抗(Z)=p/v其中,p为声压,v为声速。
14.声频公式:声频(ν)=f/N其中,f为频率,N为周期。
这些公式只是声学领域中的一部分,用于基本的声学计算。
在实际应用中,还需要综合考虑各种因素,如温度、湿度、介质特性等,才能获得准确的结果。
同时,不同的声学计算问题可能需要采用不同的公式和方法,因此深入学习声学计算方法和理论是非常重要的。
声强分布的测量一、定义:1、声强:在传播方向上单位时间内通过单位垂直面积的平均声能量。
2、声强级:表示声强大小的指标。
3、声压:介质压强的变化量。
二、基本信息:单位时间内通过垂直于声传播方向的面积S的平均能量就称为平均声能量流或者声功率。
因为声能量是以声速c o传播的,因此平均声能量流应等于声场中面积为S,高度为c o的主题所包括的平均能量,即W=ε c o S(1)平均声能流,单位为w(瓦),1w=1N∙M/S。
通过垂直于声传播方向的单位面积上的平均声能量流就称为平均声能量流密度或称为声强,即I=WS=ε c o(2)根据声强的定义,它可以用单位时间内、单位面积的声波向前进方向毗邻介质所做的功来表示I r=1TR e p R e vTdt(3)式中R e代表取实部。
声强的单位是w/m^2.声波强度,简称声强。
定义为单位时间通过与声波传播方向垂直的单位面积中的声能。
当介质中无平均流时,对于平稳各态历经的随机过程,声强等于瞬时声压和同一点上的瞬时速度乘积平均值;设介质质点振动速度为u r(t),该质点声压为p r t,则声波沿r方向的声强表达式为I r=limr ∞1Tp t t u r tTdt(4)如果在足够长的时间间隔T中进行时间平均,故时均声强为I r=1Tp t t u r tTdt(5)I r=p t t u r(t)(6)其中,I r及p t t u r t上面的横线表示时间的平均,u r(t)=drdt 为r方向的质点速度,它是一个振动量,有正有负。
由此推论可得到关于声强更全面的定义。
设声场中某点的瞬时声压为p t t,质点振动速度矢量为u r t,则该店的瞬时声强定义为:I r (t ) =p t t u r t(7) 可见,声强是一个矢量,其作用方向始终与质点速度u r t处在同一直线上。
设I r (t ) =I w i +I w j +I w k 、又知汉密牛顿算子为:∇=ððx i +ððy j +ððz k ,可以写出声场的的能量平衡方程为ðEv (t )ðt =ðI xðx +ðI yðy +ðI zðz (8)通常实用上说的声强是指时间平均声强,即I r =p t t u r (t )(9) 1.2性质:在(1.6)式中,我们可以把r 方向的质点速度u r (t )看作由两个分量合成即u r (t ) =u ∥(t ) +u ⊥(t )(10) 其中u ∥(t )与p t t 同相位,为有功分量, I r =1T p tt u ∥(t )T 0dt ≠0 (11) 而u ⊥(t )则相位于p t t 具有90度相位差,为无功分量, I r =1Tp t t u ⊥(t )T 0dt =0 (12) 时间平均将使瞬时声强中的无功分量相互抵消,因此,有功分量与声源辐射声功率有关,无功分量表明时间平均值为零的能量起伏。
声压级与声强级计算公式
声压级和声强级是描述声音强度的指标,用于量化声音的强弱。
下面将介绍声压级和声强级的计算公式及其关系。
1. 声压级(Sound Pressure Level,SPL)的计算公式:
声压级的单位是分贝(dB),它是基于声波的压力变化所定义的。
声压级的计算公式如下:
SPL = 20 * log₁₀(P / P₀)
其中,SPL代表声压级,P代表声波的压力值,P₀代表参考的标准声压(通常取为20微帕,即2 × 10⁻⁵帕),log₁₀表示以10为底的对数运算。
2. 声强级(Sound Intensity Level,SIL)的计算公式:
声强级的单位也是分贝(dB),它是基于声波的能量变化所定义的。
声强级的计算公式如下:
SIL = 10 * log₁₀(I / I₀)
其中,SIL代表声强级,I代表声波的声强值,I₀代表参考的标准声强(通常取为10⁻¹²瓦/平方米),log₁₀表示以10为底的对数运算。
3.声压级和声强级的关系:
声压级和声强级之间存在一定的数学关系,可以用以下公式表达:SPL = SIL + 10 * log₁₀(ρ * c)
需要注意的是,在实际应用中,声压级和声强级通常是针对参考声压和参考声强分贝值来进行计算和比较的。
参考声压和参考声强的选择是标准化的,以确保不同的测量结果可以进行比较和评估。
综上所述,声压级和声强级是描述声音强度的指标,通过不同的计算公式可以得到相应的数值。
它们在声学、工程等领域中起着重要的作用,用于衡量与比较声音的强弱。