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声音作为压力波
17.2
考虑声音在介质中传播。纵向扰动在其连续的柱体之间产生压力差,随后这些柱体发生振荡。
考虑介质中一个未受扰动的圆柱体,其沿 x 轴方向的横截面积为 A。其纵向位移由 y 表示,是一种波函数。
当波传播时,其在 x-1 和 x-2 处的端点分别被位移了 y-1 和 y-2。如果后者更大,圆柱体会膨胀,压力则从周围压力下降。
其初始体积已知,体积的变化量通过推导得出,进而获得体积的分数变化量。
回顾体积模量的定义,由此可得到表压。经简化后,可观测到表压呈现为一种波。
在位移为零的位置,计示压强最大;在位移最大的位置,计示压强最小。
其振幅与位移振幅、介质的体积模量以及波数成正比,因此与波长成反比。
声波是纵波,可以建模为随空间和时间坐标变化的位移幅度。 当介质的柱发生位移时,其连续的柱也会发生位移。 由于连续的位移相对不同,因此产生了与周围压力的压力差。 表压随介质变化。
压力波动取决于介质中连续点之间的位移差。 介质中颗粒的瞬时位移与表压之间的关系可以通过材料的体积模量获得。
在压缩点,由于…