物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 一 波动能量的传播 当机械波在媒质中传播时，媒质中各质点 均在其平衡位置附近振动，因而具有振动动能. 同时，介质发生弹性形变，因而具有弹性势能. 以一列绳线上的横波为例分析波动能量的传播. O y.

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1 物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 一 波动能量的传播 当机械波在媒质中传播时，媒质中各质点 均在其平衡位置附近振动，因而具有振动动能. 同时，介质发生弹性形变，因而具有弹性势能. 以一列绳线上的横波为例分析波动能量的传播. O y

2 物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 取长度为 的体积元  体积元在平衡位置（ a ）时，动能、势能和总 机械能均最大.  体积元在位移最大处（ b ）时，三者均为零.  波动是能量传递的一种方式. O y

3 物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 波的能流和能流密度  能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量.  平均能流：  能流密度 ( 波的强度 ) I : 通过垂直于波传播方向的单 位面积的平均能流. udtudt S

4 物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 在弹性介质中传播的机械纵波，一般统称为声波. 可闻声波 20 ~ 20000 Hz 次声波 低于 20 Hz 超声波 高于 20000 Hz  声强： 声波的能流 密度. * 二 声强级 超声波和次声波

5 物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 贝尔（ B ） 声强：声波的能流密度. 分贝（ dB ） 能够引起人们听觉的声强范围： 声强级：人们规定声强 （即相 当于频率为 1000 Hz 的声波能引起听觉的最弱的声强） 为测定声强的标准. 如某声波的声强为 I ， 则比值 的对数，叫做相应于 I 的声强级 L I.

6 物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 声源声强 W/m 2 声强级 dB 响度 引起痛觉的声音 1120 摇滚音乐会 10 -1 110 震耳 交通繁忙的街道 10 -5 70 响 通常的谈话 10 -6 60 正常 耳语 10 -10 20 轻 树叶的沙沙声 10 -11 10 极轻 引起听觉的最弱声音 10 -12 0 几种声音近似的声强、声强级和响度

7 物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级  超声波在科学研究和生产上的应用 声纳探测器 : 船只上的发 射器先向海底发射超声波，然 后通过仪器接收和分析反射回 来的讯息，从而得到整个海床 的面貌. 超声波频率高（ 可达 ）、 能量大、穿透本 领大，可用于测量海洋深度，海底地形，探测沉船和鱼 群；工业探伤 ; 医学上用超声波显示人体内部病变部分 图象等. 1. 在检测中的应用

8 物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 B 超 : 因为不同身体构造反射是不同的，所以高频 率声音 ( 超声波 ）可用来作医学成像. 越短的波长， 得到的解像度就越高.

9 物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 2. 在加工处理和医学治疗中的应用 超声波在液体中会引起空化作用, 它可用于捣碎 药物制成各种药剂, 食品工业上用于制作调味剂, 建 筑业上用于制作水泥乳烛液. 超声波可以用来弄碎肾石, 消毒食物，因为高速的振 动会令细菌难以抵抗. 超声波亦可以用来清除眼镜或饰 物的污垢. 多普勒超声波扫描术 : 利用多普勒效应, 反射超声波 物体的运动会改变回声的频率, 可测量血流速度.

10 物理学教程 （第二版） 第六章 机械波 6 – 3 波的能量 声强级 3. 超声电子学 利用超声元件代替电子元件制作在 内 的延迟线, 振荡器, 谐振器, 带通滤波器等仪器, 可广泛 用于电视、通讯、雷达等方面. 次声（ ）：在火山爆发、地震、陨 石落地、大气湍流、雷暴、磁暴等自然活动中都会有 次声产生，次声是研究地球、大气、海洋运动的有力 工具. 次声波武器 : 用振荡频率与人体大脑节律或人体内 脏器官固有频率相近的次声波, 使人神经错乱或破坏内 脏至死亡. 这是目前威力最大的声波武器.