声音
声波的特征
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以下是声波的主要特征
为了讨论波的特性,考虑了声波的图形表示。
波的峰值称为压缩或波峰。波谷被称为稀疏或波谷。
波长:
波长是两个连续的波峰(即波峰)或两个连续的波谷(即波谷)之间的长度。波长用希腊字母λ (lambda)表示。响亮的声音波长较短,柔和的声音波长较长。波长的国际单位是米(m)。
振幅:
介质中正常位置或平均值两侧的最大扰动的幅度称为振幅。换句话说,振幅是从法线到波峰或波谷的距离。
振幅是声音的能量。响亮的声音振幅较大,柔和的声音振幅较小。因此,声音的响亮或柔和是由它的振幅决定的。由于声音的能量越大,振幅也就越大,所以传播的距离也就越远。声音越软,能量越小,振幅越小,传播距离越短。
振幅用字母“A”表示。振幅的国际单位是米(m)。
时间:
产生一个完整波所需的时间称为时间周期,或完成一次振荡所需的时间称为声波的时间周期。换句话说,波移动的距离与其波长相等的时间称为时间周期。
声波的时间周期用字母“T”表示。时间段的SI单位为秒(s)。
频率:
单位时间内产生的声波数量称为声波频率。例如,如果一个声源在一秒钟内产生20个声波,那么频率就是20赫兹。
计算频率所用的时间以秒为单位。频率用希腊字母“ν”(nu)表示。频率的国际单位是“赫兹”。
这个名字是以德国科学家海因里希·鲁道夫·赫兹的名字命名的。
时间段与频率的关系
如果一个声源产生一个声波,单位是T秒。
因此,在1秒内产生的波数' =1/T '
因为,频率是波产生的速率
∴”文本{频率}= 1 / T '
' = >文本{频率}= 1 /文本{时间}’
' = > v = 1 / T '
其中,ν =频率,T =时间周期
因此,频率是波的时间周期的倒数。这意味着频率随着时间的减少而增加,反之亦然。
速度:
声波在单位时间内所传播的距离称为声波速度。
∴'文本{速度}=(文本{距离})/(文本{所用时间})'
如果距离' = lambda ',时间' =T '
∴”文本{速度}=λ/ T '
或者,' v= /T ' -(i)
“lambda”的国际单位是米(m),时间的国际单位是秒(s)。
因此,速度单位SI ' =ms^(-1) '
因此,速度可以定义为声波每秒传播的距离。
由于,' text{Frequency}\ (nu) = 1/T '
因此,式(i)可以写成
' v = /T = 1/T = '
' => v = nu* lambda '
v =速度
' lamda ' =波长
和' nu text{(nu)} ' =频率
因此,声波的速度=频率X波长
这叫做波动方程.波动方程适用于所有类型的波。
因此,声波的速度是频率和声波的乘积。