聲學(xué)基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

聲學(xué)是一門既古老又迅速發(fā)展著的學(xué)科，近年來已滲透到幾乎所有重要的自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域，并已融入于當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的前沿之中。本書系統(tǒng)地介紹了聲學(xué)的基礎(chǔ)理論，其中包括聲的輻射、傳播、接收與散射，并適當(dāng)?shù)亟榻B了近期活躍的非線性聲學(xué)基礎(chǔ)理論．本書可作為高等院校的教材，也可供專業(yè)研究和工程技術(shù)人員參考。
80年代第1版，歷經(jīng)30余年，目前為第3版，國(guó)內(nèi)經(jīng)典聲學(xué)教材，長(zhǎng)銷不衰。

書籍目錄

1質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)學(xué)1
1.1質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的概念1
1.2質(zhì)點(diǎn)的自由振動(dòng)2
1.2.1自由振動(dòng)方程2
1.2.2自由振動(dòng)的一般規(guī)律3
1.2.3自由振動(dòng)的能量5
1.2.4雙彈簧串接與并接系統(tǒng)的振動(dòng)6
1.2.5彈簧質(zhì)量對(duì)系統(tǒng)固有頻率的影響7
1.2.6振動(dòng)問題的復(fù)數(shù)解8
1.3質(zhì)點(diǎn)的衰減振動(dòng)9
1.3.1衰減振動(dòng)方程9
1.3.2衰減振動(dòng)的一般規(guī)律10
1.3.3衰減振動(dòng)的能量11
1.4質(zhì)點(diǎn)的強(qiáng)迫振動(dòng)12
1.4.1強(qiáng)迫振動(dòng)方程12
1.4.2強(qiáng)迫振動(dòng)的一般規(guī)律12
1.4.3質(zhì)點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)振動(dòng)13
1.4.4強(qiáng)迫振動(dòng)的能量17
1.4.5振動(dòng)控制：電聲器件的工作原理18
1.4.6隔振原理21
1.4.7拾振原理24
1.5周期力的強(qiáng)迫振動(dòng)27

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   彈性媒質(zhì)里這種質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的傳播過程，十分類似于多個(gè)振子相互耦合形成的質(zhì)量→彈簧→質(zhì)量→彈簧……的鏈形系統(tǒng)中，一個(gè)振子的運(yùn)動(dòng)會(huì)影響其他振子跟著運(yùn)動(dòng)的過程。圖4—1—1（b）表示振子A的質(zhì)量在四個(gè)不同時(shí)間的位置，其余振子的質(zhì)量也都在平衡位置附近做類似的振動(dòng)，只是依次滯后一些時(shí)間。 由以上討論可見，彈性媒質(zhì)的存在是聲波傳播的必要條件。人們很早做過的一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)也清楚地證明了這一點(diǎn)，把電鈴放在玻璃罩中，抽去罩中作為彈性媒質(zhì)的空氣，結(jié)果只能看到電鈴的小錘在振動(dòng)，卻聽不到由它發(fā)出的電鈴聲。 本書只討論聲波的宏觀性質(zhì)，不涉及媒質(zhì)的微觀特性，所以本書中討論的媒質(zhì)均認(rèn)為是“連續(xù)媒質(zhì)”，即認(rèn)為它是由無限多連續(xù)分布的質(zhì)點(diǎn)所組成的。當(dāng)然這里所謂質(zhì)點(diǎn)只是在宏觀上是足夠小，以至各部分物理特性可看作是均勻的一個(gè)小體積元，實(shí)際上質(zhì)點(diǎn)在微觀上卻包含有大量數(shù)目的分子，顯然這樣的質(zhì)點(diǎn)（媒質(zhì)微團(tuán)）既具有質(zhì)量又具有彈性。 本書著重討論氣體、液體等流體媒質(zhì)。其中，理想流體媒質(zhì)的彈性主要表現(xiàn)在體積改變時(shí)出現(xiàn)的恢復(fù)力，不會(huì)出現(xiàn)切向恢復(fù)力，所以理想流體媒質(zhì)中聲振動(dòng)傳播的方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向是一致的，本書重點(diǎn)討論的也就是這類縱聲波。 聲壓的基本概念 前節(jié)已定性討論了聲波的物理圖像，為了進(jìn)一步定量研究聲波的各種性質(zhì)，就需要確定用什么物理量來描述聲波過程。我們已經(jīng)知道，連續(xù)媒質(zhì)可以看作是由許多緊密相連的微小體積元dV組成的物質(zhì)系統(tǒng)，這樣，體積元內(nèi)的媒質(zhì)就可以當(dāng)作集中在一點(diǎn)、質(zhì)量等于pdv的“質(zhì)點(diǎn)”來處理，P是媒質(zhì)的密度。但這種“質(zhì)點(diǎn)”又同我們?cè)诘?章所講的剛性質(zhì)點(diǎn)不同，因?yàn)镻是隨時(shí)間和坐標(biāo)而變化的量。本書主要討論平衡態(tài)下的物質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)的聲學(xué)現(xiàn)象，在平衡態(tài)時(shí)系統(tǒng)可用體積V0（或密度p0）、壓強(qiáng)P0及溫度T0等狀態(tài)參數(shù)來描述。在這種狀態(tài)下，組成媒質(zhì)的分子等微粒雖然不斷地運(yùn)動(dòng)著，但就任一個(gè)體積元來講，在時(shí)間t內(nèi)流人的質(zhì)量等于流出的質(zhì)量，因此體積元內(nèi)的質(zhì)量是不隨時(shí)間變化的。如有聲波作用時(shí)，在組成媒質(zhì)的微粒的雜亂運(yùn)動(dòng)中附加了一個(gè)有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，使得體積元內(nèi)有時(shí)流入的質(zhì)量多于流出的質(zhì)量，有時(shí)又反過來，即體積元內(nèi)的媒質(zhì)一會(huì)兒稠密，一會(huì)兒又稀疏。所以聲波的傳播實(shí)際上也就是媒質(zhì)內(nèi)稠密和稀疏的交替過程。顯然這樣的變化過程可以用體積元內(nèi)壓強(qiáng)、密度、溫度以及質(zhì)點(diǎn)速度等的變化量來描述。 設(shè)體積元受聲擾動(dòng)后壓強(qiáng)由P0改變?yōu)镻1，則由聲擾動(dòng)產(chǎn)生的逾量壓強(qiáng)（簡(jiǎn)稱為逾壓）就稱為聲壓。因?yàn)槁晜鞑ミ^程中，在同一時(shí)刻，不同體積元內(nèi)的壓強(qiáng)P都不同；對(duì)同一體積元，其壓強(qiáng)P又隨時(shí)間而變化，所以聲壓P一般地是空間和時(shí)間的函數(shù)，即p=p（x，y，z，t）。同樣地由聲擾動(dòng)引起的密度的變化量，也是空間和時(shí)間的函數(shù)。 此外，既然聲波是媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的傳播，那么媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度自然也是描述聲波的合適的物理量之一。但由于聲壓的測(cè)量比較容易實(shí)現(xiàn)，通過聲壓的測(cè)量也可以間接求得質(zhì)點(diǎn)速度等其他物理量，所以聲壓已成為目前人們最為普遍采用的描述聲波性質(zhì)的物理量。

編輯推薦

《聲學(xué)基礎(chǔ)(第3版)》主要介紹一些傳統(tǒng)性的聲學(xué)基礎(chǔ)方面的理論知識(shí)，其中包括聲的輻射、傳播、接收以及聲學(xué)工作者必備的關(guān)于振動(dòng)學(xué)方面的基礎(chǔ)，書中的討論著重于，目前大多數(shù)聲學(xué)問題的基礎(chǔ)“理想流體媒質(zhì)中的小振幅聲波”。但為了適應(yīng)近年來聲學(xué)研究的發(fā)展，在書中對(duì)非理想流體媒質(zhì)、大振幅聲波以及固體中的聲傳播特性等也作了簡(jiǎn)要的基礎(chǔ)性介紹。

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