8第九章声和声波.ppt

第九章第九章 声和超声声和超声9-1 9-1 声波声波        由机械振动激起的机械纵波，由机械振动激起的机械纵波，并能引起人的听觉，称为声波并能引起人的听觉，称为声波声波声波(sound wave)超声波超声波(ultrasonic wave)次声波次声波(infrasonic wave)● ● 按频率分类：按频率分类：150150美元的超声波美元的超声波手枪手枪（（15-30千赫千赫  一、声速一、声速u（（sound velocity)由介质和温度决定由介质和温度决定 u人人≈ u水水≈1540m﹒﹒s-1 超声诊断根据超声在人体组织超声诊断根据超声在人体组织中速度恒定中速度恒定, ,传播的距离与时间成传播的距离与时间成正比P P216216二、二、声压和声阻抗声压和声阻抗平面简谐波：平面简谐波：声幅：声幅：P P有效值有效值声压声压(sound pressure)声阻抗声阻抗(acoustic impedance)（振动速度的幅值）（振动速度的幅值）单位：单位：几种介质的声速和声阻抗几种介质的声速和声阻抗介介质质 声速声速 密度密度 声阻抗声阻抗                   (m.s-1)            (kg.m-3)      (kg.m-2s-1)空气空气      3.32 × 102       1.29          4.28 × 102                     水水          14.8 × 102     988.2    1.48 × 106 脂肪脂肪      14.0 × 102       970       1.36 × 106 脑脑          15.3 × 102       1020     1.56 × 106 肌肉肌肉      15.7 × 102       1040     1.6 3× 106 密质骨密质骨  36.0 × 102       1700     6.12 × 106 钢钢          50.5 × 102       7800     39.4 × 106 结论：结论：①①u u固固>u>u液液>u>u气气②②Z Z固固>Z>Z液液>Z>Z气气声强声强(sound intensity):声的反射和折射声的反射和折射强度反射系数：强度反射系数：反射波强度反射波强度入射波强度入射波强度讨论：讨论：①①   Z1》》Z2或或 Z2》》Z1全反射全反射讨论：讨论：②②   Z1≈Z2全透射全透射图一：图一：8周的胎儿会踢或伸直双腿，还周的胎儿会踢或伸直双腿，还能把手臂上下移动。

能把手臂上下移动     图二：图二：10周的胎儿可以做周的胎儿可以做出很多手臂和腿的动作，出很多手臂和腿的动作，尽管这些动作显得稚嫩尽管这些动作显得稚嫩图六：从大约图六：从大约25周起，胎儿周起，胎儿的视网膜发育的视网膜发育完全，胎儿有完全，胎儿有时睁开眼睛，时睁开眼睛，有时闭上眼睛有时闭上眼睛这些动作帮助这些动作帮助婴儿完善眨眼婴儿完善眨眼功能，出生后，功能，出生后，眨眼可以起到眨眼可以起到保护眼睛的作保护眼睛的作用图八：新生儿图八：新生儿直到出生后直到出生后4到到6周才会笑，周才会笑，但子宫里的胎但子宫里的胎儿早就会笑了儿早就会笑了，或许是因为，或许是因为子宫内部温暖子宫内部温暖、舒适，而且、舒适，而且挡住了噪声及挡住了噪声及强光之故强光之故 例题例题: : 超声波由空气传入人体，问进超声波由空气传入人体，问进入人体的声波强度是入射前强度的百入人体的声波强度是入射前强度的百分之几？如果由蓖麻油传入分之几？如果由蓖麻油传入(Z=1.36×10(Z=1.36×106 6kgmkgm-2-2s s-1-1 ，则进入的声，则进入的声波强度是入射前强度的百分之几？波强度是入射前强度的百分之几？解：解： Z1=4×102kgm2/S, Z2=1.41×106kgm2/SZ=1.36×10Z=1.36×106 6kgmkgm-2-2/s/s9-2   声学在医学中的应用声学在医学中的应用一、人耳的听觉区域一、人耳的听觉区域①①听听域：能引起听觉的最低声强。

域：能引起听觉的最低声强②②痛痛域：人耳能忍受的最高声强域：人耳能忍受的最高声强        频率不同听域和痛域值不同；频频率不同听域和痛域值不同；频率与听域和痛域的关系分别用曲线表率与听域和痛域的关系分别用曲线表示，则分别称为听域曲线和痛域曲线示，则分别称为听域曲线和痛域曲线 ③③听觉域听觉域: :由听域、痛域、由听域、痛域、20Hz20Hz和和20000Hz20000Hz线所围成的区域线所围成的区域二、声强级和响度级二、声强级和响度级①①声强级：声强级：②②响度级：频率为响度级：频率为1000Hz1000Hz的的声音的声音的响度级在数值上等于其声强级响度级在数值上等于其声强级 响度相同响度级就相同而响响度相同响度级就相同而响度级与频率和声强有关频率不同度级与频率和声强有关频率不同声强相同响度级不同；频率相同声声强相同响度级不同；频率相同声强不同响度级也不同频率和声强强不同响度级也不同频率和声强均相同响度级才相同均相同响度级才相同●响度级单位：响度级单位：phon●声强级声强级单位单位               贝贝(B)，，分贝分贝(dB)               1B=10dB⑵⑵ L=10dB,I=10-11 w/m2响度级响度级: : 0 0方方(370Hz),  10 0方方(1000,6000Hz).⑴⑴   L=40dB, I=10-8w/m2响度级响度级: : 0 0方方(80Hz),      10 0方方(120Hz),         20 0方方(180Hz),  30 0方方(270Hz),         40 0方方(600-1000,5200Hz).从听觉域和从听觉域和响度级曲线上看：响度级曲线上看：声源声源 声强级声强级 响度响度   常见声音的常见声音的声强级声强级火车火车 120 120 震耳震耳雷声雷声 110 110 震耳震耳闹市闹市 100 100 甚响甚响大汽车大汽车 90 90 甚响甚响工厂车间工厂车间( (平均平均)100 )100 响响办公室办公室( (吵闹吵闹) 70 ) 70 响响声源声源 声强级声强级 响度响度   常见声音的常见声音的声强级声强级 办公室办公室( (平均平均) 60 ) 60 正常正常 户内交谈户内交谈 50 50 正常正常 医院病房医院病房 40 40 轻轻 耳语耳语 30 30 轻轻 树叶微动树叶微动 20 20 极轻极轻 听域听域 10 10 极轻极轻解解：：           一人说话产生一人说话产生60dB60dB的声强级，问的声强级，问1010人同时说话产生多大的声强级？人同时说话产生多大的声强级？解解：：           一台机器产生一台机器产生100dB100dB的声强级，的声强级，问其声强问其声强I=？，？，Pm=?(=1000HZ,P0=2×10-5Pa )作业作业: P239 9-5, 9-8: P239 9-5, 9-8预习预习: : 第十章第十章 波动光学波动光学         。