声波干涉腔内的声场-复旦大学物理教学实验中心FudanPhysics.ppt

声 波 干 涉 腔 胡险峰 四川大学基础物理教学实验中心 1．声波干涉腔内的声场 干涉腔内的位移波和应力波 干涉函数 干涉腔内理想的驻波 2．声波干涉腔透射出的应力波 透射应力波出现主极大的条件 透射应力波与声源的相位差 3. 辐角Ψ(kL) 干涉函数 Φ(kL) 5. 结束语 不论腔长如何变化，声波在腔内干涉均要形成按正弦函数变化的驻波，当腔长为半波长的整数倍时驻波最强，随到声源距离增加驻波的幅度逐渐衰减。 从干涉腔内透射出来的应力波的幅度随腔长的变化由干涉函数决定，腔面反射比越大，腔内反射次数越多，干涉函数的峰值越高，其变化规律越接近δ函数 透射应力波与声源的相位差不仅与腔长有关，还与腔内介质的声阻、换能器的声阻有关，而且随腔长变化是非线性的。 超声声速测量实验中干涉法理论上是精确的，而相位法理论上是近似的。 超声声速实验测量时接收器不要太靠近发送器有利于精确测量超声的声速。 * 图1 声波干涉腔的示意图 0 x 离开 到达 入射波 透射波 L 到达: 离开: “半波损失”和“阶跃面” 波连续问题 “阶跃面”上波连续，从波疏介质到波密介质振幅反射比是负的 “半波损失”？ 干涉函数 反射次数有限的情况下，令 波长 即腔长为半波长的整数倍,腔内无衰减，端面全反射时， 反射次数有限的情况下 发散 即： 相邻主极大对应的腔长差为半个波长 ， 计算表明：若腔内衰减很大，或反射比较小，主极大出现时腔长相对要略短一点，即偏离主极大条件 。但上述差值关系基本保持不变。 复声阻的辐角 实验上可以观察到：接收器接收到的信号最强时，接收到的信号与激励信号之间的相位差并非0或π，即 只有当 只有腔长很长，或腔内衰减很快时，才会有： ，， *