入射超声波超声波在水中与空气中的衰减系数及反射系数测量自然界里有各种各样的波,但根据其性质基本上分为两大类:电磁波和机械波
电磁波是由于电磁力的作用产生的,是电磁场的变化在空间的传播过程,它传播的是电磁能量
无线电波、可见光和X线等,都是电磁波
电磁波可以在真空中和介质中传播
它在空气中传播的速度是310km/s
机械波是由于机械力(弹性力)的作用,机械振动在连续的弹性介质内的传播过程
它传播的是机械能量
我们熟悉的电波、水波和地震波等都是机械波
机械波只能在介质中传播不能在真空中传播
速度一般从每秒几百米至几千米,比电磁波速度要低得多
机械波按其频率可分成各种不同的波
次声波声音(可闻声波)超声波高频超声特高频超声1010Hz一、实验目的:测量超声波在空气和水中的衰减系数二、实验原理:超声波在损耗介质中的准驻波效应反射面超声波发生器图1
超声波波束在空气中的传播和反射y=Aexpi(wt-yx)]1)入02)数,k=芋是波矢
=eiwtTAe-axcoskx+RAea(x-2x0)cosk(x-2x)Looo--iAe-axsinkx-RAea(x-2x0)sink(x-2x)I00」4)(5设产生超声波的波源处于坐标系原点0,入射超声波波束沿坐标系x轴方向传播,其波动方程为:反射波的波动方程为:y=RAexp{(wt+y(x-2x))}反00其中,R为反射系数,y=k-ia为波的传播系数,a是介质的衰减系入射波和反射波在0~x区间叠加,其合成波的波动方程为:0y=Aexpi(wt-yx)」+RAexp{[®t+y3)合成波各点均作简谐振动,其振幅分布为:A=Ae-2ax+R2e2a(x-x0)+2Re-2ax0cos2k(x-x)-0-如果利用超声波接收器作反射面,则超声波接收器收到的合成波振幅为:A=A(1+R)e-ax0因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成,所以