SSJ-1型水位、水位差回声检测装置

SSJ-1型水位、水位差回声检测装置是基于声波的反射原理而制造的一种新型工业自动化检测仪表.其外形和内部结构分别如图1、图2所示. 一、声学原理 大家知道,声波从一种介质(如空气)传播到另一种介质(如水、墙壁)的界面时,会产生反射现象。我们在山谷之中或大厅之内大喊一声,则会听到回声. 从水面上h高度通过空气介质向水面发射一声波,在时间t后,收到反射回波,见图3所示.则有式中h为水面与声源的距离[米],c为在一定自然条件下(如温度、湿度、拨海高度等)声音在空气中的传播速度[米/秒],t为声波往返h距离所经历的时间 [秒]. 当c为定值时,则…     

音乐与物理的关系

当你在音乐厅欣赏那令人陶醉音乐时,不知是否想过,这美妙的音乐是怎么产生的？你是否知道它跟物理之间有着非常密切的关系呢？ 一、音乐中的物理 从物理学的角度看,音乐的实质是一种声波,是振动的传播,也是声波的不同组合．因此,物理学就是音乐的自然科学基础,音乐中包含着许多的物理内容． 音乐的产生需要音乐声源及介质,常见的音乐声源有：弦振动、簧振动、膜板振动、人的声带振动等．传播音乐的介质可以是气体（如空气）、液体（如水）、固体（如琴柱）． 音乐在传播时涉及声音的反射、折射、吸收、隔声等．在音乐厅、剧院的设计…     

一种简便的表达声波波动特性的演示方法

1引言 普通扬声器发出的声波不是强指向性的；当声源发出的直达声波到达接收传声器后，由房间内对应各个反射面向声源产生的声波也陆续到达，造成严重的干扰．由于室内反射面状况较复杂，对时域中具有一定持续时间的信号，其直达声与反射声完全混叠，无法将各个像声源所对应的声波一一辨别出，因此直接采用扬声器发出的窄带或单频信号作为波源的实验方法就无法应用于普通的课堂教学．     

相位法测声速

声是一种机械波,它在空气中传播速度的测定是一个重要的实验课题.空气是一种弹性媒质,声在空气中以纵波形式向外传播.若以固定声源为端点,在远离声源的轴线上,距声源不同距离的各点,声波相位各不相同.如果知道两点间某一频率的声波相位相差2π,则两点间的距离就是该频率声波的波长.假若声源频率可以精确测得,那么声源在空气媒质中传播速度即可求得.     

高声强下的声饱和及高频调制

无论声源输出级怎样提高,接收声压级再也不能超过某个上限了,这时,声波达到了饱和,这个上限称为饱和声压级。文中假设有限振幅简单波总的衰减等于锯齿波的冲击损耗与空气衰减之和,并考虑到波阵面的发散情况,得到了有限振幅简单波传播衰减的统一表达式及计算声饱和振幅的公式。在管中作了平面波有限振幅声波传播的实验,测得结果与本文理论符合得比弱冲击理论更好。在实验结果中,还观察到简单波逐渐饱和的情况以及叠加于锯齿波上的大量高频调制部分。     

用空气柱共鸣法测量声波波长

在学习“声音的共鸣”时，我们知道，音叉发声时，下面的共鸣箱发生共鸣，使音叉的声音增强．用音叉也可以使空气柱发生共鸣．对一端开口的玻璃管内的空气柱来说，跟某一声波共鸣的空气柱的最短长度等于该声波波长的1/4．也就是说，利用空气柱的共鸣可以测定声波的波长，并且，在空气柱长度等于声波波长的1/4，3/4，5/4，…倍时，都会发生共鸣现象．     

激光产生水声

使用激光产生的声波有可能实现从水面上向深水中的通讯,当一强度随时间变化的激光光线穿过水面而与邻近水面的水相互作用时能产生在水中传播的声波。近25年来,在物理研究的许多领域内部使用激光来产生声波,但没有一个其目的是专门以产生在一公里或一公里外可探测到的声波信号的。     

混响室中单极子的声功率发射

在本文中推出了混响室内一个简单声源的功率发射的准确公式,并用简单分析方法求得声功率发射的重要特性。其一就是声源在混响室内的平均功率并不等于其在自由声场中的功率,而是大于后者,这是前人所未料及的。还进一步推出一平滑的统计公式,后者一直可用于波长接近于室内平均自由程的低频率。由这公式可看到室中有很多功率发射峰值的点,在室内形成规则的立体网格,接近周围墙壁则为高发射区。统计公式在预测声功率发射沿与混响室某长、宽、高方向的相对变化时,基本是准确的,只有平滑时引起的误差,用于室内声场的一般估计时可能有较多误差。为说明问题,文中举了几个数字实例以比较简正波理论和统计理论的结果。混响室内声功率发射的变化影响声源的使用和测量,必须予以注意。     

一种预测扩散声场在非规则形状刚性壁面附近干涉图样的方法

扩散声场会在反射边界附近形成干涉图样,研究方法包括平面波模型、简正模态分析、渐进模态分析等,但仅适用于尺度远大于声波波长的矩形声腔。提出一种预测扩散声场在非规则刚性壁面结构附近形成的干涉图样的数值方法,表明结构附近“受挡”声压的互谱矩阵取决于:(1)假定该结构在自由空间中振动辐射声音时其表面法向振速到表面及场点声压的边界元系数矩阵;(2)假定结构置于自由空间中且表面刚性时,点声源辐射声波入射到结构表面上产生的散射声场的边界元系数矩阵;(3)扩散声场均方声压。仿真表明,该途径预测的干涉图样与理论值完全吻合。该预测方法还可用于混响环境下声源附近直达声压均方值的空间分布估计,为混响环境下设备的声源定位提供帮助。      

空气中声源激发的浅海水下声场传播实验研究

为了了解空气中声源激发的水下声场传播特性,对此开展实验研究.2010年在南海北部海域进行了一次空气中声源激发水下声场实验,在水下成功地接收到远至4 km处大功率扬声器在空中发射的脉冲声信号.本文通过分析实验数据,研究空气中声源激发的浅海水下声场传播特点.针对接收阵拾取的声传播信号信噪比低的特点,综合利用脉冲压缩以及波束...     

基于拍频测量的二维多普勒效应实验设计

大学物理实验中传统多普勒效应实验装置多为一维的，本文将拍频与圆周运动应用于大学物理实验，设计并制作了一种声波人耳可听且可对多普勒频移量进行定量研究的二维多普勒效应实验装置.该装置中有两个同频声源作为被测声源与参考声源.被测声源因做匀速圆周运动而发出的变频声波与参考声源的声波相干叠加后形成可闻“拍”声，由收音装置转为电信号进入示波器后形成“拍”图像，实现多普勒效应的可视可听.该实验装置拓展了研究多普勒效应的实验教学内容，具有方案新颖、优化传统实验的特点，在实验教学方面具有一定实用价值.     

圈养瓶鼻海豚对20 kHz连续声信号的行为响应研究

将20 kHz连续声信号作为刺激信号,测试了厦门某海湾圈养的两只瓶鼻海豚对该信号的行为变化。通过对比信号发射期与间歇期海豚相对声源的水面距离、露出水面的次数以及水下发出的click定位声信号的数目等变化,判断发射信号对海豚行为的影响。给出了瓶鼻海豚对测试信号产生躲避行为的声压级门限(154±2 dB re 1μPa,rms),并与鼠海豚的躲避声压门限级进行了对比。结果表明:信号发射期,瓶鼻海豚移离了声源位置,增加了露出水面的次数,水下发出click声信号的次数明显减少。因此,瓶鼻海豚对20kHz连续信号产生了行为改变。      

简述初中物理学中的水

水在我们生活中可以说是天天会遇到,了解一些与水有关的物理现象和原理会帮助我们更好地理解物理知识. 在声学中,水可以作为声源也可以作为传声介质,如在水中摇铃可以在空气中听到铃声主要说明声音可以在水中传播即水为传声介质,让水滴滴入水中可以听到滴水声,这声音是由水的振动产生的,所以此时的水为声源.     

声波多次往返叠加对相位比较法测量声速的影响

相位比较法测量声速实验中,由于声波在传输过程中存在衰减、反射以及在收、发换能器之间多次反射叠加,当收、发换能器间距较小时,发射信号和接收信号合成的李萨如图形变化规律与理论不一致,即,接收器移动1个波长的距离,示波器中观察到合成直线段在同相和反相区域分别连续出现多次,该现象影响了学生对实验现象的判断和实验测量.本文通过理论计算分析,声波在收、发换能器之间的多次往复反射叠加次数增加,声波传输衰减小和换能器表面反射系数大会增大该现象产生的强度和持续的空间范围,理论计算直观地说明了接收器接收的声压信号与空气振动信号之间的关系和利用相位比较法测量声速的合理性.     

声脉冲在多孔性媒质界面上的反射

本文在理论上分析球面脉冲声波在空气和理想的多孔性媒质界面上的反射问题。在声源为脉冲点源的情形下,给出反射脉冲声波的一般表示式。对以下三种情况做了较详细的分析:(1)声源和接收点在垂直于界面的同一直线上,半无限厚多孔性媒质;(2)声源和接收点在垂直于界面的同一直线上,多孔性媒质层;(3)掠射,半无限厚多孔性媒质。脉冲声波在媒质层上的反射是以声脉冲在媒质层内多次反射和透射来处理的。文中还给出实验结果和理论计算的比较。     

用头戴式耳机产生三维听觉空间

心理声学研究者传统使用头戴式耳机将测试声送给听者。头戴式耳机能完全控制听者的每一个耳朵的声刺激,因而可以精确测绘刺激参数与其感觉之间的关系。然而,头戴式耳机所给与的声音一般好像产生在听者的头内,因而使用头戴耳机难以研究人们如何在听觉空间中确定声源的位置。现在得知,用头戴式耳机给与的声音没有外来感是因为他们忽视了自由场声波与耳翼的正常相互作用。这种相互作用产生与方向有关的频谱效应。现已证明,频谱效应是决定声源是否外界化的重要声学因素。近来,数字信号处理技术已用于合成将耳翼效应     

基于矢量水听器的深海直达波区域声传播特性及其应用

对于深海近水面声源产生的声场, 处于较大深度处的接收器在一定水平距离范围内能接收到直达波. 2014年在某深海海域进行的水声考察实验中, 应用深度为140 m的拖曳声源发射实验信号, 布放在水下3146 m深处的矢量水听器成功地接收到了直达波信号. 本文应用射线理论, 分析了深海直达波区域声场的传播特性, 得出了水平振速与垂直振速的传播损失与声线到达接收点处的掠射角以及收发水平距离之间的关系. 在以上分析的基础上, 提出了一种利用水平振速与垂直振速的能量差估计声源距离的方法, 并结合2014年实验数据对实验中两条航线上8 km范围内的目标声源进行了测距, 测距结果与目标的GPS数据符合得较好.     

圆形活塞声源的有限振幅反射波

本文研究了圆形活塞声源的有限振幅声波的反射。应用像源法计算已产生的谐波本身在边界上的反射,将它们看成是反射边界上振动的新声源所产生的辐射场,再应用弱冲击理论来计算这部分场自己产生的谐波场。在水池中作了二阶谐波的反射实验,反射界面是水池壁。结果表明,谐波声压随距离的平均衰减规律与理论符合得很好。实验还表明,反射谐波场沿纵向距离以及与它相垂直的横断面上有强烈的干涉现象,而纵向相干长度比横向相干长度大一个数量级。通过理论估计,认为这种现象是由于反射壁的有限厚度、它的两个平面之间有一个很小的角度以及发射波束有一定的宽度所造成的。这样估算出来的两个相干长度与实验符合。 关键词：     

音乐胎教中的声学问题和人体透声的实验测量

利用声音(音乐)进行胎教有根据吗?即空气中的声音能够透入人体吗?通过模拟实验和人体透声的直接测量,回答是肯定的.实验结果表明,声波从空气中透入人体后,衰减呈低通特性.1000Hz以内 的声波衰减在10dB左右,高于2000Hz的声波衰减大于20dB.为了有效地将声波传入人体,可以采取与人体直接耦合的方法来实现.     

有限振幅无规声波(噪声)非线性相互作用理论

本文提出一种有限振幅无规声波相互作用的理论。根据声源处窄带无规振动的速度幅值应遵循瑞利统计分布的规律,作者成功地将Fenlon理论直接推广到窄带无规声波的情形,并求得一系列以谱分解形式表示的结果。这种无规声波相互作用理论将与Fenlon关于简谐声波相互作用理论具有同样的普遍性与实用性。