声波
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声波(英語:Acoustic wave)是一种通过绝热压缩和减压的方式在介质中传播的能量。用于描述声波的重要量是声压、粒子速度、粒子位移和音强。声波以特定的声速传播,该声速取决于它们通过的介质。声波的一些示例是来自扬声器的可听声音(以声速在空气中传播的波)、地震引起的地面运动(穿过地球的波)或用于医学成像的超声波(穿过身体的波)。
属性编辑
声波方程编辑
粒子速度的波动方程具有相同的形状,如下式
对于会损失声波的传播媒介,需要应用更复杂的模型以考虑频率衰减和相速度。此类模型包括包含分数导数项的声波方程,另请参见声的衰减。
达朗贝尔给出了无损波动方程的一般解。对于声压,一个解决方案是
相位编辑
在行波中,压力和质点速度同相,这意味着两个量之间的相位角为零。
使用理想气体定律可以很容易地证明这一点
传播速度编辑
波象编辑
声波是弹性波,可表现出衍射、反射和干涉等现象。另外需要注意的是,空气中传播的声波沿着相同的方向振荡,因此没有极化。
干涉编辑
干扰是两个或更多波的添加,导致新的波型。当两个扬声器传输相同的信号时,可以观察到声波的干扰。在某些位置会发生相长干扰,使局部声压加倍。并且在其他位置发生相消干涉,导致局部声压为零帕斯卡。