平面波的基本性質(zhì)

平面波的基本性質(zhì)第一頁，共二十一頁，2022年，8月28日內(nèi)容提要平面波波動方程的解聲波傳播速度聲阻抗率與媒質(zhì)特性阻抗第二頁，共二十一頁，2022年，8月28日一、平面波波動方程的解第三頁，共二十一頁，2022年，8月28日一、平面波波動方程的解第四頁，共二十一頁，2022年，8月28日一、平面波波動方程的解其中

稱為波數(shù)第五頁，共二十一頁，2022年，8月28日一、平面波波動方程的解第六頁，共二十一頁，2022年，8月28日一、平面波波動方程的解設(shè)x=0的聲源振動時(shí)，在毗鄰媒質(zhì)中產(chǎn)生了paejωt的聲壓，于是可求得聲場中的聲壓為第七頁，共二十一頁，2022年，8月28日一、平面波波動方程的解C0代表單位時(shí)間內(nèi)波陣面?zhèn)鞑サ木嚯x，也就是聲傳播速度，簡稱為聲速。第八頁，共二十一頁，2022年，8月28日一、平面波波動方程的解聲波在傳播過程中，等相位面是平面，所以通常就稱為平面波。第九頁，共二十一頁，2022年，8月28日一、平面波波動方程的解原因：理想媒質(zhì)；平面波平面聲場中任何位置處，聲壓和質(zhì)點(diǎn)速度都是同相位的。第十頁，共二十一頁，2022年，8月28日一、平面波波動方程的解④質(zhì)點(diǎn)的位移第十一頁，共二十一頁，2022年，8月28日二、聲波傳播速度第十二頁，共二十一頁，2022年，8月28日二、聲波傳播速度第十三頁，共二十一頁，2022年，8月28日二、聲波傳播速度理想氣體中的小振幅聲波對空氣＝1.4，0＝1.293kg/m3，P0=1.013×

105Pa，得空氣中的聲速為c0=331.6m/s.聲速與媒質(zhì)溫度的關(guān)系（理想氣體）第十四頁，共二十一頁，2022年，8月28日二、聲波傳播速度對理想氣體有則聲速公式變?yōu)榻乒铰曀倥c無聲擾動時(shí)媒質(zhì)平衡狀態(tài)的絕對溫度T0的平方根成正比。（克拉柏龍公式）第十五頁，共二十一頁，2022年，8月28日二、聲波傳播速度對于一般流體（包括液體）：絕熱體積壓縮系數(shù)：對于水，20oC時(shí)，0＝998kg/m3，βs=45.8×10-11m2/N，得水中的聲速為c0(20oC)

=1480m/s.第十六頁，共二十一頁，2022年，8月28日二、聲波傳播速度

聲速c0代表的是聲振動在媒質(zhì)中的傳播速度，它與媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)本身的振動速度v是完全不同的兩個(gè)概念。質(zhì)點(diǎn)速度的幅值假設(shè)（約相當(dāng)于人們大聲講話時(shí)的聲壓）第十七頁，共二十一頁，2022年，8月28日三、聲阻抗率與媒質(zhì)特性阻抗定義：聲場中某點(diǎn)的聲壓與該點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)振速的比值為該點(diǎn)的聲阻抗率，即ZS

一般為復(fù)數(shù)形式，可表示為

rS

叫聲阻率，xs

叫聲抗率。

第十八頁，共二十一頁，2022年，8月28日三、聲阻抗率與媒質(zhì)特性阻抗第十九頁，共二十一頁，2022年，8月28日三、聲阻抗率與媒質(zhì)特性阻抗上式表明，在平面聲場中各位置的聲阻抗率數(shù)值上相等，且為一個(gè)實(shí)數(shù)。

平面前進(jìn)聲波：

沿負(fù)方向傳播的反射波：

第二十頁，共二十一頁，2022年，8月28日注意：乘積0c0是媒質(zhì)固有的一個(gè)特性常數(shù)，是反映媒質(zhì)本身聲學(xué)特性的固有參數(shù)，因其具有聲阻抗率量綱，所以稱為媒質(zhì)特性阻抗。其國際單位為Pas/m

。三、聲阻抗率與媒質(zhì)特性阻抗如，對20攝氏度的空氣，其特性阻抗為對