1. 海洋声波的干涉效应实验报告
声波的描述
1)物理量的描述:
波长入: 振动在一个周期的时间所传播的距离。
声波波长范围:1.7cm ------17m
频率 f :质点在单位时间作完全振动的次数。人耳所能感觉到的频率大约在20——20000Hz之间
声速 C: 声波在单位时间所传播的距离。
声速的大小与介质的物理性质、温度有关。
空气中: C=331+0.6θ m/s
通常室温下空气中的声速为340M/S.
声波、波长和频率之间的关系:
l = c/f
C = f ·l
声场:有声波存在的空间。
波阵面:声波从声源出发,在介质中按一定 方向传播,在某时刻声波到达空间各点之包迹面。
形状: 点声源——球面波
线声波——柱面波
面声源——平面波
纵波——质点振动方向与声波的传播方向相平行;
横波——质点振动方向与声波的传播方向相垂直;
声线:自声源发出代表声能传播方向的曲线,代表声音传播的方向,垂直于波阵面,仅在均匀、各向同性的介质中,声线是直线。
声线的意义:
声线代表了声传播的方向但不考虑波动性,因此声传播问题得到了简化,它是一种研究声传播规律的简明工具。
几何声学:用声线来研究声传播的声学。
2. 声波在海水中的折射效应可产生
声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的一般上限(20000Hz),人们将这种听不见的声波叫做超声波。由于其频率高,因而具有许多特点:首先是能量集中,其波长比一般声波短得多,因而可以用来切削、焊接、钻孔等。再者由于它频率高,波长短,衍射不严重,具有良好的定向性,工业与医学上常用超声波进行超声探测。
超声和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械振动模式,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同点是超声波频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性,1MHz=10^6Hz,即每秒振动100万次,可闻声的频率在20~20000Hz之间。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性──超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,该特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。
声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在介质的传播过程中,存在一个正负压强的交变周期,在正压相位时,超声波对介质分子挤压,改变介质原来的密度,使其增大;在负压相位时,使介质分子稀疏,进一步离散,介质的密度减小,当用足够大振幅的超声波作用于液体介质时,介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离,液体介质就会发生断裂,形成微泡。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。
3. 海洋声波的干涉效应实验报告怎么写
空腔效应是指在结构内部存在空腔时,在某些频率下会出现异常的声学现象。空腔效应产生的原因有两个:
1. 空腔内壁的反射:空腔内壁反射了部分声波,这些声波在空腔内往返多次后,可能会和入射声波发生干涉,形成异常的声场。
2. 空腔内谐振:在特定的频率下,空腔内可能会出现谐振现象。当进入空腔内的声波频率接近或等于谐振频率时,谐振效应将放大这一频率的声波,导致异常的声学现象。
空腔效应在很多领域中都存在,例如建筑声学、汽车内饰、飞机机舱等等。为了避免空腔效应对设计和使用的影响,工程师们通常会采取一些措施,例如减小或消除空腔,改变结构设计,或者采用吸音材料等等。
4. 海洋声波探测
声纳全称为:声音导航与测距,是一种利用声波在水下的传播特性,通过电声转换和信息处理,完成水下探测和通讯任务的电子设备。
它有主动式和被动式两种类型,属于声学定位的范畴。声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。5. 声波在海洋中传播损失受哪些因素影响
大洋会响是因为海浪翻涌时会发出声音。当风吹动海面时,海面就会出现波浪,这些波浪会不断地冲击着海岸线和岛屿,产生声音。此外,深海地震和火山喷发也会产生声波,传播到大洋中也会引起海水振动,从而产生响声。大洋的响声有助于人们研究海洋环境和生态,比如可以用声测仪记录海洋中各种声音变化,进而推断海底地形、生物群落等信息。此外,大洋响声还可以作为气象预警的一种手段,例如通过监测海浪、海啸的声音变化,提前预警后续可能出现的自然灾害。