声波基本的基本性质及其传播规律

初一物理重要知识归纳声音的传播和反射规律概述声音是我们日常生活中一种常见的物理现象，而了解声音的传播和反射规律对于初一物理学习者来说是非常重要的。

本文将对初一物理中关于声音传播和反射规律的知识进行概述，帮助读者更好地理解和掌握这一知识点。

一、声音的传播声音是通过空气、固体和液体等介质传播的。

在空气中传播声音时，声音是通过空气分子的振动传递的。

当声源（如人的喉咙）发出声音时，空气中的分子将被声源的振动所激发，分子的振动会传递给周围的分子，最终形成了声波。

声波的传播速度与介质的物理性质有关，在空气中的传播速度约为340米/秒。

二、声音的特性声音具有三个重要的特性，即音调、音量和音色。

1. 音调：音调是指声音的高低程度，与声波的频率有关。

频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。

音调的决定因素是发声体振动的快慢。

2. 音量：音量是指声音的大小，与声波的振幅有关。

振幅越大，音量越大；振幅越小，音量越小。

音量的大小决定于声源振动的幅度。

3. 音色：音色是指不同乐器或声源发出的声音具有的独特质地。

同样的音调和音量，不同的乐器或声源发出的声音音色是不同的。

音色的主要决定因素是声波的谐波成分。

三、声音的传播路径声音在传播时会遵循一定的路径，主要有直线传播和反射传播两种情况。

1. 直线传播：当声音没有遇到障碍物时，它会沿着直线路径传播。

这种传播方式被称为直线传播。

在空旷的地方，我们能够远距离听到某些声音，就是因为声音以直线的方式传播，没有被其他物体阻挡。

2. 反射传播：当声音遇到障碍物时，如果障碍物能够反射声波，声音会发生反射。

反射是指声波遇到边界或障碍物后，以相同的角度从该表面反弹回来。

例如，在房间内发出声音，声音会反射到其他物体上，从而让我们能够听到声音。

四、声音的反射定律声音的反射遵循与光的反射相类似的定律，即入射角等于反射角。

当声波遇到平面镜面时，入射角为θ1，反射角为θ2，根据声音的反射定律，θ1 = θ2。

物理污染控制—环境声学部分习题第二章声波的基本性质及其传播规律习题4 试问在夏天40℃时空气中的声速比冬天0℃时快多少在这两种温度情况下1000Hz声波的波长分别是多少解：依据公式：c =+和公式λ=c/f0℃时c=, λ=1000=0.33145m40℃时c=+×40=, λ=0.35585m故夏天40℃时空气中的声速比冬天0℃时快24.4m/s,波长分别是0.35585m 和0.33145m6 在空气中离点声源2m距离处测得声压p=，求此处的声强I、质点振速U、声能密度D和声源的声功率W各是多少解：依据公式：I=pe 2/ρc=×10-4 (W/m2)D= pe2/ρc2=×10-6(J/m3)W=I×S=I×4piR2=×10-2WU=Pe/ρc=415(PaS/m)=×10-3m/s10. 噪声的声压分别为、、、×10-5Pa，问它们的声压级各为多少分贝解：依公式Lp=20lg(p/p)P=2×10-5Pa, 分贝值分别为, , ,11. 三个声音各自在空间某点的声压级为70dB、75dB和65dB，求该点的总声压级。

解：由分贝相加曲线有： 65分贝+70分贝=70+=+75分贝=75+=分贝,故该点的总声压级为。

12. 在车间内测量某机器的噪声,在机器运转时测得声压级为87dB，该机器停止运转时的背景噪声为79dB，求被测机器的噪声级。

解：由分贝相减曲线有,87分贝-79分贝==分贝,被测机器噪声级为分贝习题13频率为500Hz的声波,在空气中、水中和钢中的波长分别为多少（已知空气中的声速是340m/s;水中是1483m/s,钢中是6100m/s）解： 由公式C fl =则在空气中，λ=340/500= 在水中，λ=1483/500= 在钢中，λ=6100/500=第三章 噪声的评价和标准 习题1.某噪声各倍频谱如下表所示,请根据计算响度的斯蒂文斯法,计算此噪声的响度级.解:查表得对应的响度指数如下表:S ≈14sone, L N =40+10log 2N ≈802.某发电机房工人一个工作日暴露于A 声级92dB 噪声中4小时,98dB 噪声中24分钟,其余时间均在噪声为75dB 的环境中.试求该工人一个工作日所受噪声的等效连续A 声级.解:方法1,依公式)(1Sm Si F Sm S i -•+=∑=48010lg108021∑•+=-nnn eq T L各段中心声级和暴露时间,minn 为中心声级的段号数,Tn 为第n 段中心声级在一个工作日内所累积的暴露时间,min;92dB 噪声所对应的段号数为3, 98dB 噪声所对应段号为5, 75dB 的噪声可以不予考虑.故L eq =80+10×lg((10(3-1)/2×240 + 10(5-1)/2×24)/480)=90dB方法2, 依公式Leq=10lg{(4×60×+24×+216×/480}=75+10lg{(240×+24×+216×)/480}=75+=3.为考核某车间内8小时的等效A 声级.8小时中按等时间间隔测量车间内噪声的A 计权声级, 共测得96个数据.经统计,A 声级在85dB 段(包括83-87dB)的共12次,在90dB 段(包括88-92dB)的共12次,在95dB 段(包括93-97dB)的共48次,在100dB 段(包括98-102dB)的共24次.试求该车间的等效连续A 声级.解:依公式0.11110lg(10)AiNL eq i L N==åL eq =10lg(12÷96×+12÷96×+48÷96×+24÷96×=85+=4.某一工作人员环境于噪声93dB 计3小时,90dB 计4小时,85dB 计1小时, 试求其噪声暴露率,是否符合现有工厂企业噪声卫生标准)10/1lg(1011.0∑=•=ni Li eq N L )10/1lg(1011.0∑=•=ni Li eq N L解:依公式,暴露Li 声级的时数为Ci,Li 允许暴露时数为Ti.《工业企业噪声控制设计规范》车间内部容许噪声级(A 计权声级)D=3/4+4/8=>1答:其噪声暴露率为,不符合现有工厂企业噪声卫生标准. 5.交通噪声引起人们的烦恼,决定于噪声的哪些因素答:噪声污染级公式可以看出交通噪声引起人们的烦恼是哪些因素所决定的σ是规定时间内噪声瞬时声级的标准偏差; 第一项反映的是干扰噪声的能量,第二项取决于噪声事件的持续时间,起伏大的噪声K σ也大,也更引起人的烦恼。

物理声光电的基本性质物理中的声光电是指声音、光和电这三种物理现象和能量传递方式。

它们在物理学中扮演着重要的角色，通过它们我们可以更深入地理解自然界的规律。

本文将探讨声光电的基本性质，包括它们的定义、特点和相互之间的关系。

一、声的基本性质声是由物体的振动引起的机械波传播，在空气或其他介质中传递能量和信息。

声音通常由震动的物体产生，能够引起人耳的听觉感受。

1. 频率和振幅：声音的频率是指单位时间内振动的次数，通常以赫兹（Hz）表示。

人耳能够听到20Hz到20,000Hz之间的声音。

振幅则表示声音振动的幅度，决定声音的大小和强度。

2. 声速：声波在空气中的传播速度称为声速，约为340米/秒。

声速与介质的性质有关，不同介质中的声速不同。

二、光的基本性质光是一种电磁波，它在真空或介质中传播，并能够产生直线传播的能量和感知。

光的传播速度极快，是所有物质中最快的。

1. 光的波粒二象性：光既可以作为波动现象，又可以作为粒子现象来解释。

波动理论可以解释光的干涉、衍射等现象，而粒子理论则可以解释光的吸收和发射行为。

2. 光的速度和频率：光在真空中的传播速度是常数，约为3.00×10^8米/秒。

光的频率与波长有关，频率越高，波长越短。

三、电的基本性质电是由带电粒子的运动形成的现象，具有吸引和排斥其他带电物质的能力。

电通过导体中的自由电子进行传导，并且可以激发光和声的效应。

1. 电荷和电场：电荷是原子或物体上带电粒子的属性，分为正电荷和负电荷。

电荷之间的相互作用通过电场进行传递。

2. 电流和电压：电流是电荷在导体中的流动，单位为安培（A）。

电压是电势差，是电荷在电场中获得的能量，单位为伏特（V）。

四、声、光、电之间的关系声、光、电之间存在着密切的关系和相互转化的现象。

1. 声光现象：当声波通过物体时，物体会振动产生声音。

光线生产的材料振动时，也会发出声音。

这种声光现象在实践中应用广泛，例如喇叭和麦克风。

2. 光电效应：光的能量可以引起物质中的电子发射，这种现象被称为光电效应。

声波的传播特性声源的方向性：虽然不同声源的辐射方向图形不同，但大部分声源符合下列规律：当辐射出来的声波波长比声源的尺寸大很多倍时，声波比较均匀地向各方向传播；当辐射出来的声波波长小于声源的尺寸时，声波集中地向正前方一个尖锐的圆锥体的范围内传播。

例如我们讲话时，语音中的低频部分，由于其波长比声源的尺寸大得多，所以能绕着人的头部而向各个方向均匀地传播；而语音中的高频部分仅由发言者的嘴部向前直射。

因此，当我们站在讲话者的背后时，听到的声音中的高频分量会有下降，常常感到听不清楚。

声波的反射和折射：当我们向河中投一小石块时，将会激起水波。

此水波向四面传播，遇到河岸时，水波就会被反射回来。

与其相似，在空气中传播的声波遇到长和宽都比声波波长大的坚硬障碍物（如平面墙），也会产生反射现象。

其反射情况遵从反射定律。

反射定律是：入射声线、反射声线，法线（在入射点作垂直该表面的垂直线）在同一平面上；入射声线、反射声线分居法线两侧；入射角（入射声线与法线的夹角）等于反射角（反射声与法线的夹角）。

根据声波反射定律，在室内扩声时，如果天花板或墙面为凹面，会产生声聚焦现象，使声场分布有均匀，在聚集点附近放置传声器最容易出现声反馈，引起啸叫声。

如果天花板或墙面形成凸面，则会将反射声扩散开来，使室内声场分布趋于均匀，有利于室内各座位上的听音要求。

许多大型演播室、剧场的墙面分隔成一些柱形面，天花板做成拱形面，都是为了扩散反射声，以获得均匀的声场。

当声波遇到障碍物时，除了反射声波外，还有一部分声波将进入障碍物。

进入声波的多少与障碍物的特性有关。

如果传播路径中遇到的是坚硬障碍物，则大部分声音能量就会被反射回来，小部分声音能量被障碍物吸收掉；如果传播路径中遇到的是松软多孔障碍物，那么，大部分声波会被吸收，小部分声波被反射。

由于此时声波从一种媒质进入到另一种媒质，其传播方向发生变化，我们把这种现象称为折射。

声波的绕射（衍射）和散射：我们仍以河面上的水波为例。

第二章 声波的基本性质 §2.1 概述2.1.1 声波的物理量1、声压p 指由声扰动产生的逾量压强，即声波引起的介质压强起伏与介质 静压的差值。

0p P P P =∆=- 声压p 通常是空间和时间的函数。

(,)p p r t = 介质中的实际压强为0P P p =+ （2-1-1）2、介质的密度和温度与声压的概念相似，声扰动或声波同样可以引起介质密度和温度的起伏。

0=-δρρ 0T T =-τ （2-1-2）δ和τ同样是空间和时间的函数。

不过一般情况下，这种起伏通常较小（详见小振幅声波或线性声学基本假设），可以近似认为：0=ρρ ，0T T = 即忽略密度和温度的起伏，近似认为它们为常量。

3、声波中的质点振动位移s 和振动速度v 指产生或传播声波的质点（或微元体）在其平衡位置附近的振动位移和振动 速度。

通常它们是矢量（场）。

4、声速c指声波在介质中的传播速度，分为相速度和群速度。

关于它们以后再介绍。

5、声波的频率f 、角频率ω、波长λ、周期T 等是我们熟悉的物理量，此处不再赘述。

描述声波的物理量还有许多，以后还要陆续介绍。

2.1.2 声波分类关于声波有多种分类方法很多，常见的分类方法主要有：根据波阵面（或等相位面）的形状或波源的几何特征，可以将声波分为： 1、 球面波（点源）；2、柱面波（直线源）；3、平面波（平面源） 根据波的振动方向与波传播方向的几何关系，可以将声波分为： 1、纵波，振动方向与波传播方向平行； 2、横波，振动方向与波传播方向垂直； 根据介质的几何尺寸和形状，还可将其中的声波分类为体波和导波，前者指在无限大介质中传播的波，而后者则指在有限介质中传播的波。

另外根据介质的理想化程度和对其数学描述的近似程度，把声学划分为：线性声学 理想介质理想介质 线性声学非线性声学 实际介质 声学 或 声学线性声学 理想介质实际介质 非线性声学非线性声学 实际介质流体介质因具有不可压缩性，同时其粘滞系数较小，对剪切应力的传递能力有限，因此其中只能传播纵波。

声波的传播特性一、声波的形成与传播声波是一种由物质振动引起的机械波，它通过分子或者物质媒介的相互作用传播。

声波的形成可以是由于声源的振动，如乐器的弦乐、声音的膨胀、电子学中的麦克风等。

当声源振动时，空气中的分子也会跟随振动，形成密度的变化。

这种密度的变化引起了压力的变化，使得声波以机械波的形式向外传播。

二、声波的传播速度声波的传播速度与介质有关。

在空气中，声波传播的速度约为343米/秒。

而在其他物质媒介如水、钢铁、木材等中，声波的传播速度都有所不同。

这是因为声波的传播速度受到介质的密度和弹性模量的影响。

介质密度越大，声波传播速度越慢；弹性模量越大，声波传播速度越快。

三、声波的频率和振幅声波的频率指的是单位时间内声源振动的次数，单位是赫兹（Hz）。

频率越高则声波的音调越高，频率越低则声波的音调越低。

典型的例子是人耳对声音频率的感知，人耳能感知到的声音频率范围约为20Hz到20kHz。

振幅是声波的能量强度的度量，也可以理解为声音的大小。

振幅越大，则声音越响亮；振幅越小，则声音越微弱。

影响声波振幅的因素有驱动力的大小、声源的大小等。

四、声波的衰减与折射在传播过程中，声波会逐渐衰减。

衰减的原因主要有两个：吸声和散射。

吸声是声波能量转化为其他形式的能量，通常用于吸音材料的设计和声学的研究。

散射是声波在传播过程中，受到障碍物的干扰而发生方向变化。

当声波遇到介质的边界时，会发生折射现象。

折射是指声波传播到两个介质的交界面时，由于介质密度的差异，声波传播方向发生改变。

这就是我们常说的“声音从水中传播比在空气中快”的原因。

五、声波的干涉和声相当两个或多个声波在空间中相遇时，会发生干涉现象。

干涉可以分为构造干涉和破坏干涉两种。

构造干涉是指声波相长叠加而增强，声音变得更响亮。

破坏干涉是指声波相互抵消，声音变得较弱或者完全消失。

声相是指声波在传播过程中，处于同一相位的状态。

相位是指声波的起点与某一特定时刻之间的时间差。

高考物理中的声音与波动理解声波的传播规律高考物理中的声音与波动：理解声波的传播规律声音作为一种常见的物理现象，是人类日常生活中不可或缺的一部分。

在高考物理考试中，声音与波动是一个重要的考点。

了解声波的传播规律对于解答与声音相关的试题非常关键。

本文将从声波的产生、传播以及特性等多个方面进行论述，帮助读者更好地理解声波的传播规律。

一、声波的产生声音是由物体振动引起的，当物体振动时，会产生空气分子的振动及传播。

在高考物理中，最常见的声波产生方式包括乐器的发声、人的说话和机器的运转等。

这些振动会激发介质中的分子振动，从而形成声波的传播。

二、声波的传播声波传播是通过介质中的分子相互传递能量，以波动的形式传播的。

在空气中的声波传播，具体分为以下三个步骤：1. 压缩与稀疏：当物体振动时，会引起周围空气分子的周期性压缩和稀疏。

这一过程中，物体的正压区域将引起周围空气分子的压缩，形成高压区，而物体的负压区域则会引起周围空气分子的稀疏，形成低压区。

2. 碰撞传递：在空气中，高压区的空气分子会向低压区运动。

当高压区的空气分子与低压区的空气分子发生碰撞时，能量会由高压区传递到低压区。

3. 波动传播：上述碰撞传递的能量将引起连锁反应，从而形成声波的传播。

空气中的分子将依次向前振动，形成连续的波浪。

三、声波的特性声波在传播过程中具有多种特性，其中包括声速、频率和振幅等。

1. 声速：声波在介质中传播的速度称为声速。

声速的大小取决于介质的密度和弹性模量。

2. 频率：频率是指声波每秒钟振动的次数，用赫兹（Hz）表示。

频率越高，声音越高音调；频率越低，声音越低音调。

3. 振幅：声波的振幅代表声音的强度或者说音量大小。

振幅越大，声音越大；振幅越小，声音越小。

四、声波的传播规律在空气中传播的声波遵循以下规律：1. 超声波与次声波：声波的频率超过人耳可听到的范围时，称为超声波；低于人耳可听到的范围则称为次声波。

超声波和次声波在工业和医学等领域有着广泛的应用。