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1、聲波在空氣中的傳播

從理想液體媒質(zhì)中的小振幅聲波波動方程可看出，聲壓是空間和時間的函數(shù)，可以用來描述不同地點在不同時刻的聲壓變化規(guī)律。根據(jù)聲波傳播時波陣面形狀的不同，可將聲波分為平面波、球面波和柱面波。

(1)平面波

當聲波的波陣面是垂直于傳播方向的一系列平面時，稱其為平面聲波。

對于沿正方向傳播的簡諧平面聲波，聲壓的表達形式稱為波數(shù)。

質(zhì)點的振動速度稱為質(zhì)點振動的速度振幅。

聲波傳播中一個重要的參數(shù)——聲阻抗率，只與介質(zhì)的密度和介質(zhì)中的聲速 有關，而與聲波的頻率、振幅無關 。

平面波的特征阻抗為： 平面聲波傳播時具有下述特性：聲壓和質(zhì)點速度同相位;在理想介質(zhì)中聲壓不隨距離變化;介質(zhì)的質(zhì)點速度也不隨距離變化;空氣的特征阻抗是常數(shù);平面波的聲強 ;平面波的聲功率 。

(2)球面波

聲波以球面波傳播時只和球面坐標有關，并且與平面波的波動方程一致，在無限空間條件下不存在反射波

因此球面波的聲阻抗率為： 與平面波不同，輻射球面波時介質(zhì)的聲阻抗率是負數(shù)，它具有純阻和純抗兩部分，并與半徑 、波長 有關。因此，聲壓與質(zhì)點不同相。球面波聲阻抗的幅值為 ，它比平面波的聲阻抗率要小。距離聲源大時，聲阻抗率接近平面波的特征阻抗。

球面聲波通常具有如下的傳播特性：

①理想介質(zhì)中聲壓與球面波的半徑成反比。

②聲壓與振速間的相位差與 成反比。

③介質(zhì)聲阻抗率為復數(shù)，當球面波半徑很大時純抗分量可以忽略。

④半徑很大時聲強 ，聲強與距離平方成反比。

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