=400,聲強的基準值常取為10w/m,與這個聲強相當的聲壓基準值為20μpa(即2x10n/m),這大約是人耳在1000hz所能聽到的最低值。這時聲強級與聲壓級相等(0db)(這是在空氣中,並選擇了適當的基準值情況下)。
聲學…研究方法
波動聲學
也稱物理聲學。是用波動理論研究聲場的方法。在聲**長與空間或物體的尺度數量級相近時,必須用波動聲學分析。主要是研究反射、折射、干涉、衍射、駐波、散射等現象。在關閉空間(例如室內,周圍有表面)或半關閉空間(例如在水下或大氣中。有上、下介面),反射波的互相干涉要形成一系列的固有振動(稱為簡正振動方式或簡正波)。簡正方式理論是引用量子力學中本徵值的概念並加以發展而形成的(注意到聲**長較大和速度小等特性)。
射線聲學
或稱幾何聲學,它與幾何光學相似。主要是研究波長非常小(與空間或物體尺度比較)時,能量沿直線的傳播,即忽略衍射現象,只考慮聲線的反射、折射等問題。這是在許多情況下都很有效的方法。例如在研究室內反射面、在固體中作無損檢測以及在液體中探測等時,都用聲線概念。
統計聲學
主要研究波長非常小(與空間或物體比較),在某一頻率範圍內簡正振動方式很多,頻率分佈很密時。忽略相位關係,只考慮各簡正方式的能量相加關係的問題。賽賓公式就可用統計聲學方法推導。統計聲學方法不限於在關閉或半關閉空間中使用。在聲波傳輸中。統計能量技術解決很多問題,就是一例。
分支學科次聲學、超聲學、電聲學、大氣聲學、音樂聲學、語言聲學、建築聲學、生理聲學、生物聲學、水聲學、物理學、力學、熱學、光學、電磁學、核物理學、固體物理學。
應用
科研應用
利用對聲速和聲衰減測量研究物質特性已應用於很廣的範圍。測出在空氣中。實際的吸收係數比19世紀g。g。斯托克斯和g。r。基爾霍夫根據粘性和熱傳導推出的經典理論值大得多,在液體中甚至大幾千倍、幾萬倍。這個事實導致了人們對弛豫過程的研究,這在對液體以及它們結構的研究中起了很大作用。對於固體同樣工作已形成從低頻到起聲頻固體內耗的研究,並對諸如固體結構和晶體缺陷等方面的研究都有很大貢獻。
表面波、聲全息、聲成像、非線性聲學、熱脈衝、聲發射、超聲顯微鏡、次聲等以物質特性研究為基礎的研究領域都有很大發展。
瑞利時代就已經知道的表面波,現已用到微波系統小型化發展中。在壓電材料(如石英)上鍍收發電極,或在絕緣材料(如玻璃)上鍍壓電薄膜都可以作成表面波器件。聲表面波的速度只有電磁波的十萬分之幾,相同頻率下波長短得多,所以表面波器件的特點是小,在訊號儲存上和訊號濾波上都優於電學元件,可在電路小型化中起很大作用。
聲全息和聲成像是無損檢測方法的重要發展。將聲訊號變成電訊號,而電訊號可經過電子計算機的儲存和處理,用聲全息或聲成像給出的較多的資訊充分反應被檢物件的情況,這就大大優於一般的超聲檢測方法。固體位錯上的聲發射則是另一個無損檢測方法的基礎。
聲波在固體和液體中的非線性特性可透過媒質中聲速的微小變化來研究,應用聲波的非線性特性可以實現和研究聲與聲的相互作用,它還用於高解析度的參量聲吶(見非線性聲學)中。用熱脈衝產生的超聲頻率可達到1012hz以上,為凝聚態物理開闢了新的研究領域。(未完待續)
第256章 物理學之聲學 下
次聲學主要是研究大氣中週期為一秒至幾小時的壓力起伏。火山爆發、地震、風暴、颱風等自然現象都是次聲源。研究次聲可以更深入地瞭解上述這些自然現象。次聲在國防研究上也有重要應用,可以用來偵察和辨認大型爆破、火箭發射等。大氣對次聲的吸收很小,比較大的火山爆發,氫彈試驗等產生的次聲繞地球幾周仍可被收到,可用次聲測得這些事件。固體地球內聲波的研究已發展為地震學。
研究液氦中的聲傳播也很有意義。早在40年代,Л。Д。朗道就預計液氦溫度低於λ?點時可能有周期性的溫度波動,後來將這種溫度波稱為第二聲,而壓力波為第一聲。對第一聲和第二聲的研究又得到另外兩種聲:第三聲超流態氦薄膜上超流體的縱波,第四聲多孔材料孔中液氦中超流體內的壓縮波。深入研究這些現象都已經成為研究