1. 海洋聲波的干涉效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
聲波的描述
1)物理量的描述:
波長(zhǎng)入: 振動(dòng)在一個(gè)周期的時(shí)間所傳播的距離,。
聲波波長(zhǎng)范圍:1.7cm ------17m
頻率 f :質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間作完全振動(dòng)的次數(shù)。人耳所能感覺到的頻率大約在20——20000Hz之間
聲速 C: 聲波在單位時(shí)間所傳播的距離,。
聲速的大小與介質(zhì)的物理性質(zhì),、溫度有關(guān)。
空氣中: C=331+0.6θ m/s
通常室溫下空氣中的聲速為340M/S.
聲波,、波長(zhǎng)和頻率之間的關(guān)系:
l = c/f
C = f ·l
聲場(chǎng):有聲波存在的空間,。
波陣面:聲波從聲源出發(fā),在介質(zhì)中按一定 方向傳播,,在某時(shí)刻聲波到達(dá)空間各點(diǎn)之包跡面,。
形狀: 點(diǎn)聲源——球面波
線聲波——柱面波
面聲源——平面波
縱波——質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與聲波的傳播方向相平行;
橫波——質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與聲波的傳播方向相垂直,;
聲線:自聲源發(fā)出代表聲能傳播方向的曲線,,代表聲音傳播的方向,,垂直于波陣面,,僅在均勻、各向同性的介質(zhì)中,,聲線是直線,。
聲線的意義:
聲線代表了聲傳播的方向但不考慮波動(dòng)性,,因此聲傳播問題得到了簡(jiǎn)化,它是一種研究聲傳播規(guī)律的簡(jiǎn)明工具,。
幾何聲學(xué):用聲線來研究聲傳播的聲學(xué)。
2. 聲波在海水中的折射效應(yīng)可產(chǎn)生
聲波是物體機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)(或能量)的傳播形式,。超聲波是指振動(dòng)頻率大于20000Hz以上的,其每秒的振動(dòng)次數(shù)(頻率)甚高,,超出了人耳聽覺的一般上限(20000Hz),人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波,。由于其頻率高,,因而具有許多特點(diǎn):首先是能量集中,其波長(zhǎng)比一般聲波短得多,,因而可以用來切削,、焊接、鉆孔等,。再者由于它頻率高,波長(zhǎng)短,,衍射不嚴(yán)重,具有良好的定向性,,工業(yè)與醫(yī)學(xué)上常用超聲波進(jìn)行超聲探測(cè),。
超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的,它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動(dòng)模式,,通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會(huì)傳播,,是一種能量的傳播形式,,其不同點(diǎn)是超聲波頻率高,,波長(zhǎng)短,,在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性,1MHz=10^6Hz,,即每秒振動(dòng)100萬次,,可聞聲的頻率在20~20000Hz之間,。
超聲波在媒質(zhì)中的反射,、折射,、衍射,、散射等傳播規(guī)律,,與可聽聲波的規(guī)律沒有本質(zhì)上的區(qū)別。但是超聲波的波長(zhǎng)很短,,只有幾厘米,甚至千分之幾毫米,。與可聽聲波比較,,超聲波具有許多奇異特性:傳播特性──超聲波的波長(zhǎng)很短,,通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長(zhǎng)大好多倍,因此超聲波的衍射本領(lǐng)很差,,它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播,超聲波的波長(zhǎng)越短,,該特性就越顯著。功率特性──當(dāng)聲音在空氣中傳播時(shí),,推動(dòng)空氣中的微粒往復(fù)振動(dòng)而對(duì)微粒做功。
聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量,。在相同強(qiáng)度下,,聲波的頻率越高,它所具有的功率就越大,。由于超聲波頻率很高,,所以超聲波與一般聲波相比,它的功率是非常大的,??栈饔茅ぉぎ?dāng)超聲波在介質(zhì)的傳播過程中,存在一個(gè)正負(fù)壓強(qiáng)的交變周期,,在正壓相位時(shí),,超聲波對(duì)介質(zhì)分子擠壓,改變介質(zhì)原來的密度,,使其增大,;在負(fù)壓相位時(shí),使介質(zhì)分子稀疏,,進(jìn)一步離散,,介質(zhì)的密度減小,當(dāng)用足夠大振幅的超聲波作用于液體介質(zhì)時(shí),,介質(zhì)分子間的平均距離會(huì)超過使液體介質(zhì)保持不變的臨界分子距離,,液體介質(zhì)就會(huì)發(fā)生斷裂,形成微泡,。這些小空洞迅速脹大和閉合,,會(huì)使液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用,從而產(chǎn)生幾千到上萬個(gè)大氣壓的壓強(qiáng),。
3. 海洋聲波的干涉效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告怎么寫
空腔效應(yīng)是指在結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在空腔時(shí),,在某些頻率下會(huì)出現(xiàn)異常的聲學(xué)現(xiàn)象??涨恍?yīng)產(chǎn)生的原因有兩個(gè):
1. 空腔內(nèi)壁的反射:空腔內(nèi)壁反射了部分聲波,,這些聲波在空腔內(nèi)往返多次后,可能會(huì)和入射聲波發(fā)生干涉,,形成異常的聲場(chǎng),。
2. 空腔內(nèi)諧振:在特定的頻率下,空腔內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)諧振現(xiàn)象,。當(dāng)進(jìn)入空腔內(nèi)的聲波頻率接近或等于諧振頻率時(shí),,諧振效應(yīng)將放大這一頻率的聲波,導(dǎo)致異常的聲學(xué)現(xiàn)象,。
空腔效應(yīng)在很多領(lǐng)域中都存在,,例如建筑聲學(xué)、汽車內(nèi)飾,、飛機(jī)機(jī)艙等等,。為了避免空腔效應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)和使用的影響,工程師們通常會(huì)采取一些措施,,例如減小或消除空腔,改變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,或者采用吸音材料等等,。
4. 海洋聲波探測(cè)
聲納全稱為:聲音導(dǎo)航與測(cè)距,是一種利用聲波在水下的傳播特性,,通過電聲轉(zhuǎn)換和信息處理,,完成水下探測(cè)和通訊任務(wù)的電子設(shè)備。
它有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種類型,,屬于聲學(xué)定位的范疇。聲吶是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè),、定位和通信的電子設(shè)備,是水聲學(xué)中應(yīng)用最廣泛,、最重要的一種裝置,。5. 聲波在海洋中傳播損失受哪些因素影響
大洋會(huì)響是因?yàn)楹@朔繒r(shí)會(huì)發(fā)出聲音,。當(dāng)風(fēng)吹動(dòng)海面時(shí),海面就會(huì)出現(xiàn)波浪,,這些波浪會(huì)不斷地沖擊著海岸線和島嶼,產(chǎn)生聲音,。此外,,深海地震和火山噴發(fā)也會(huì)產(chǎn)生聲波,傳播到大洋中也會(huì)引起海水振動(dòng),,從而產(chǎn)生響聲,。大洋的響聲有助于人們研究海洋環(huán)境和生態(tài),比如可以用聲測(cè)儀記錄海洋中各種聲音變化,,進(jìn)而推斷海底地形,、生物群落等信息。此外,,大洋響聲還可以作為氣象預(yù)警的一種手段,,例如通過監(jiān)測(cè)海浪、海嘯的聲音變化,,提前預(yù)警后續(xù)可能出現(xiàn)的自然災(zāi)害,。