现代声学的内容

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摘要

简要介绍现代声学的主要内容和研究方向,及一些基本声学量

现代声学的内容

现代声学研究主要涉及声子的运动、声子和物质的相互作用,以及一些准粒子和电子等微观粒子的特性。所以声学既有经典性质,也有量子性质。

声学的中心是基础物理声学,它是声学各分支的基础。声可以说是在物质媒质中的机械辐射,机械辐射的意思是机械扰动在物质中的传播。人类的活动几乎都与声学有关,从海洋学到语言音乐,从地球到人的大脑,从机械工程到医学,从微观到宏观,都是声学家活动的场所。

声学的边缘科学性质十分明显,边缘科学是科学的生长点,因此有人主张声学是物理学的一个最好的发展方向。

声波在气体和液体中只有纵波。在固体中除了纵波以外,还可能有横波(质点振动的方向与声波传播的方向垂直),有时还有纵横波。

声波场中质点每秒振动的周数称为频率,单位为赫(Hz)。现代声学研究的频率范围为万分之一赫兹到十亿赫兹,在空气中可听到声音的声波长为17毫米到17米,在固体中,声波波长的范围更大,比电磁波的波长范围至少大一千倍。声学频率的范围大致为:可听声的频率为20~20000赫,小于20赫为次声,大于20000赫为超声。

声波的传播与媒质的弹性模量,密度、内耗以及形状大小(产生折射、反射、衍射等)有关。测量声波传播的特性可以研究媒质的力学性质和几何性质,声学之所以发展成拥有众多分支并且与许多科学、技术和文化艺术有密切关系的学科,原因就在于此。

声行波强度用单位面积内传播的功率(以瓦/米²为单位)表示,但是在声学测量中功率不易直接测量得,所以常用易于测量的声压表示。在声学中常见的声强范围或声压范围非常大,所以一般用对数表示。称为声强级或声压级,单位是分贝(dB)。

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