第三章聲和超聲掌握：聲壓、聲強(qiáng)、聲強(qiáng)級(jí)、聲壓級(jí)、多普勒效應(yīng)熟悉：聲阻、響度級(jí)、超聲診斷物理原理了解：聽力曲線、超聲波的特性與作用第一節(jié)聲波1、傳播形式：在氣體和液體中，縱波；在固體中，縱波和橫波。2.傳播速度：與媒質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與頻率無關(guān)；3.V固>V液>V氣一、聲波的物理特性二、描述聲波的物理量聲音在空氣中傳播為縱波，是疏密波，引起壓強(qiáng)的局部變化。1、聲壓（soundpressure)聲壓定義：媒質(zhì)中有聲波傳播時(shí)的壓強(qiáng)和無聲波傳播時(shí)的原始?jí)簭?qiáng)之差瞬時(shí)值幅值有效值2、聲阻（acousticalimpedance）（1）定義：Pm=

cVmZ=

c，單位：瑞利（N·S·m-3）

(V=IR)ΔZ↑→αir↑（2）強(qiáng)度反射系數(shù)3、聲強(qiáng)（soundintensity）

定義:能流密度單位：瓦／米2聲強(qiáng)、聲壓的關(guān)系：

同一媒質(zhì)中10-12w/m2

I1w/m2

第二節(jié)聲強(qiáng)級(jí)、聲壓級(jí)、響度級(jí)人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的反應(yīng)由二個(gè)因素：聲波強(qiáng)度，它取決于聲音的強(qiáng)度聲波頻率，它取決于聲調(diào)的高低一、聲強(qiáng)級(jí)

(SoundIntensitylevel，SIL)1、定義SIL=0dbSIL=120db2、引起聽覺的最小聲強(qiáng)I0＝10-12w/m23、引起痛覺的聲強(qiáng)I＝1w/m2聽閾與痛閾是以1000Hz的純音為標(biāo)準(zhǔn)例1：一只喇叭的聲強(qiáng)級(jí)為60db，則這樣的兩只喇叭同時(shí)發(fā)音，那么聲強(qiáng)級(jí)是多少分貝？解：二、聲壓級(jí)

(SoundPressurelevel，SPL)1、定義空氣中1KHz純音聽閾的聲壓有效值P0=2x10-5pa2、待測(cè)聲波和參考聲波相對(duì)于同一媒質(zhì)時(shí)，聲強(qiáng)級(jí)(SIL)與聲壓級(jí)(SPL)相同。例某聲壓為10-4Pa的聲波在空氣中傳播，若使其聲壓級(jí)增大40db,則增大后的聲波的聲壓P為多少。聲強(qiáng)是原來的多少倍，聲強(qiáng)級(jí)增加多少？聲強(qiáng)級(jí)增加40分貝1.聽覺聲音的響度不僅與聲強(qiáng)有關(guān)，而且與聲音的頻率有關(guān)。

三、響度級(jí)(Loudnesslevel)10-12w/m2

I1w/m2

20HZ

f

20000HZ

將不同頻率相同響度感覺的各點(diǎn)連接起來,形成一響度曲線(loudnesscontours)。曲線上各點(diǎn)不同頻率的聲強(qiáng)的聲音在人耳中可引起相同響度的感覺。

2.等響曲線3.響度級(jí)在同一等響曲線上，它們表示同一響度等級(jí)。響度級(jí)單位:方(phon)響度級(jí)大小是以頻率為1000Hz的聲音聲強(qiáng)級(jí)分貝數(shù)為該響度級(jí)的方數(shù)。0方曲線為聽閾曲線120方曲線為痛閾曲線據(jù)《武漢晚報(bào)》4月27日?qǐng)?bào)道，一種噪音聽來聲音不大，對(duì)人傷害卻不小。武漢市環(huán)保局有關(guān)人土提醒市民，低頻噪音污染也要小心提防。漢口楊汊湖小區(qū)—棟樓里的10多戶居民，近來睡不安神，可檢查噪音，分貝又未超標(biāo)，大家百思不得其解。經(jīng)環(huán)保人士多方勘查，謎底才解開：原來，—居民把喂魚的供氧器懸掛在墻上，其震動(dòng)發(fā)出的低頻噪聲，攪得四鄰不安。斫口一家人搬入一套環(huán)境幽雅的新房后，竟然精神恍惚，頭疼欲裂。后來查清，是樓底變電房持續(xù)不斷的低頻噪音在“搗鬼”。人耳可聞的聲音范圍在20-20000赫茲之間，其中500赫茲以下的噪音被稱作低頻噪音。低頻噪音形式很多，包括“的士’發(fā)動(dòng)引擎時(shí)的突突聲、迪廳傳出的跳舞者的腳步聲、打樁機(jī)發(fā)出的機(jī)器聲、蜜蜂發(fā)出的“嗡嗡”聲等。由于低頻噪音在空氣中傳播速度較慢，對(duì)入耳的刺激不大，難被人發(fā)現(xiàn)。其實(shí)，低頻噪音多由震動(dòng)發(fā)音，與人的生理頻率接近，若長(zhǎng)期接觸，入易與之共振，引起神經(jīng)、心臟不適最嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致內(nèi)出血。蜜蜂發(fā)出的“嗡嗡”聲等。由于低頻噪音在空氣中傳播速度較慢，對(duì)入耳的刺激不大，難被人發(fā)現(xiàn)。電子聽力計(jì)發(fā)出不同音調(diào)(20Hz~20000Hz)和不同聲強(qiáng)(-10db~100db)的純音，測(cè)量病人的聽力曲線。聽力曲線的0分貝并不是都以I0作為標(biāo)準(zhǔn)。而是以正常人的不同頻率的聽閾值作為標(biāo)準(zhǔn)四、聽力曲線(audiogram)第三節(jié)多普勒效應(yīng)

(Dopplereffect)1.普勒效應(yīng)：

波源或觀察者或兩者相對(duì)媒質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率與波源發(fā)出的頻率不同的現(xiàn)象。研究對(duì)象

研究波源頻率f和觀察者接收到的頻率f′間關(guān)系。

f為單位時(shí)間內(nèi)波源所發(fā)出的波數(shù)。

f′為單位時(shí)間內(nèi)觀察者接收到波數(shù)。3.分類討論波源的運(yùn)動(dòng)速度為Vs

，觀察者的運(yùn)動(dòng)速度為Vo1、VS＝0，VO=02、VS＝0VO≠0O→S運(yùn)動(dòng)：這時(shí)是波數(shù)增加VosO遠(yuǎn)離S運(yùn)動(dòng)時(shí)c2、VS≠OVO=0波長(zhǎng)變化S靜止VSTS遠(yuǎn)離O運(yùn)動(dòng)

‘S→O運(yùn)動(dòng)S遠(yuǎn)離O運(yùn)動(dòng)，波長(zhǎng)變長(zhǎng)S靠近O運(yùn)動(dòng)波長(zhǎng)變短4、VO≠0VS≠O2）兩者靠近f↑；兩者遠(yuǎn)離f↓。1）波源、觀察者相向運(yùn)動(dòng)VO為正VS為負(fù)波源、觀察者背向運(yùn)動(dòng)VO為負(fù)VS為正例4：一火車汽笛的頻率為650Hz，火車的速度為15m/s,（c=340m/s)問：

1）駛向靜止觀察者2）離開靜止的觀察者時(shí)所接收到的波長(zhǎng)和頻率是多少？解：1）駛向觀察者2)離開觀察者時(shí)例5：如圖,B為聲源,發(fā)出頻率為400Hz的聲音,同時(shí)以5m/s的速度沿垂直于墻C的方向運(yùn)動(dòng),A為靜止觀察者,聲速為340m/s,求:

1）墻反射的頻率2）A接收到的拍頻3）B上接收器接收到墻反射的聲頻BAC解:1)墻C反射的頻率就等于墻C接收到的頻率

B向墻C運(yùn)動(dòng),vs=5m/s2)A接收到B發(fā)出的頻率為:B遠(yuǎn)離A而去,vs=5m/s

因?yàn)锳與墻C都靜止

A接收到墻C反射的頻率為406Hz所以A接收到的拍頻3)此時(shí)B為觀察者，以V0=5m/s的速度向靜止的墻C運(yùn)動(dòng)，此時(shí)墻反射的頻率為第四節(jié)超聲波

（UltrasonicWave）一、超聲波的發(fā)生與接收（自學(xué)）二、超聲波的特性三、超聲波對(duì)物質(zhì)的作用四、超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用（超聲診斷儀）二、超聲波的特性

1、方向性好；2、穿透性強(qiáng)；3、反射顯著；4、功率較大。三、超聲波對(duì)物質(zhì)的作用1、機(jī)械作用；2、熱作用；3、空化作用。四、超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用診斷原理：超聲波→聲阻不同的界面→回波（echo）→幅度（輝度）信號(hào)顯示方式：幅度調(diào)制和輝度調(diào)制幾種不同功能的超聲診斷儀：1、A型超聲診斷儀2、B型超聲診斷儀3、M型超聲診斷儀4、多普勒超聲診斷儀（D型)幾種不同功能的超聲診斷儀：1.A型超聲診斷儀幅度調(diào)制型顯示屏一維深度（時(shí)間）一維反射波強(qiáng)度診斷一維圖像2.B型超聲診斷儀屬于輝度調(diào)制型顯示屏一維深度（時(shí)間）一維