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超声波特点

发布时间：2023-04-15 17:13:12 来源：文档文库

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超声波特点超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。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，这一特性就越显著。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作功快慢的物理量。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。第一次世界大战时，德国潜水艇击沉了协约国大量战舰、船只，几乎中断了横跨大西洋的海上运输线。当时潜水艇潜在水下，看不见，摸不着，一时横行无敌。于是利用水声设备搜寻潜艇和水雷就成了关键的问题。法国著名物理学家郎之万等人研究并造出了第一部主动式声呐，1918年在地中海首次接收到(2～3km以外的潜艇回波。这种声呐可以向水中发射各种形式的声信号，碰到需要定位的目标时产生反射回波，接收回来后进行信号分析、处理，除掉干扰，从而显示出目标所在的方位和距离。第二次世界大战期间，由于战争需要，声呐装置更趋完善。战后，人们开始实验使用军舰上的声呐探测鱼群。不但测到了鱼群，而且还能分辨出鱼的种类和大小。人们在此基础上研制出各种鱼探机，极大地促进了渔业的发展。声学中用声强的对数量(叫做声强级来表示声音的大小。对数的底取10，单位为贝耳，简称贝，但是实际使用中常以1／10贝为单位，叫做分贝。
声强级LI=10lg(I/I0。其中LI是声音的声强级，lg是以10为底的对数，I是声音的声强，I0是声强的基准值，等于1pW/m2。如果某个声音的声强等于基准声强，I/I0=1，LI=0dB；如果I为I0的10倍，LI=10dB；如果I增大为I0的100倍，LI=20dB；如果I是I0的1014倍，LI=140dB。可见，引入声强级的概念后，就把声强相差1014倍的变化范围，改变为0～14dB的变化范围，方便了许多。从声强级的公式可以看出，声强级每变化10dB，就相当于声强变化10倍；而变化20dB，就相当于声强变化100倍；每变化30dB，就相当于声强变化1000倍。因此声强级增大或减小20dB或30dB，声强的变化是很大的。声波在气体和液体中只有纵波

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