振动的传播称为波动,简称波。波的产生首先是波源的振动系统激发波动,其次要有能够传播波动的介质(气体·固体·液体)。振动只有通过介质中质点间的相互作用(分子间弹性力的作用),才能将振动由内向外传播出去,即产生波动,振动和波动关系密切 ,振动是产生波动的根源,波动是振动的传播。
波是日常生活中常见的现象,波分为机械波(例如水波·声波)和电磁波(例如无线电波·光波等)。物体在平衡位置附近来回往复运动称为机械振动,(例如摆的运动,汽缸中活塞 的运动等),机械振动在介质中传播称为机械波。 声波就是一种机械波。
在波动中,介质质点的振动方向与波的传播方向相互垂直,这种波称为横波。介质质点的振动方向与波的传播方向相互平行,这种波称为纵波。超声诊断仪发射的超声波是以纵波的形式传播的。
根据频率的高低,声波又分为以下三种。
1.次声波 其频率小于16Hz,是人耳听不到的低频声波,对人体具有较强的杀伤力。
2.声波 其频率在16—20000Hz之间,为人耳可以听见的声音。
3.超声波 其频率大于20000Hz, 是人耳听不到的高频声波。医用超声诊断仪常用的频率范围在1-10MHz(声的频率单位为Hz,每秒钟振动一次为1Hz。1M Hz=106 Hz,即每秒钟振动100万次)。
当波在介质某处传播时,该处原来静止的质点开始运动,因而具有动能,同时该处质点离开了原来的平衡位置,因而还具有势能,动能和势能构成了波的质点的总能量。波在传播时,介质由近及远地一层层振动。其能量也就逐层传播出去。单位时间内通过介质某个面积内的能量称为通过该面积的能流,通过垂直于波动传播方向单位面积的能流称为能流密度或波的强度(声强)。
波在介质中的传播速度是不一样的,它由介质的声阻抗值决定,介质的声阻抗值等于介质的密度与介质中声速的乘积。
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