理论教育 声阻抗率与介质特征声阻抗的关系

声阻抗率与介质特征声阻抗的关系

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:超声场中任一点的声压与该处质点振动速度之比称为声阻抗率,常用Z表示。对平面波而言,即平面波在介质中传播时,其声阻抗率Z等于介质的特征声阻抗ρc。介质的特征声阻抗ρc类似于电介质对电磁波的波阻抗,超声波在两种介质组成的界面上的反射和透射情况与两种介质的特征声阻抗密切相关。材料的声阻抗与温度有关,因声阻抗Z=ρc,而大多数材料的密度ρ和声速c随温度增加而减少,故一般材料的声阻抗随温度升高而降低。

声阻抗率与介质特征声阻抗的关系

超声场中任一点的声压与该处质点振动速度之比称为声阻抗率,常用Z表示。

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声压的单位为Pa,速度单位为m/s,故声阻抗率的单位为Pa·s/m。

平面波而言,

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即平面波在介质中传播时,其声阻抗率Z等于介质的特征声阻抗ρc。(www.daowen.com)

对于球面波、柱面波而言,其近场中的声阻抗率Z=p/u复数,只有在远场中,其声阻抗率才近似等于介质的特征声阻抗ρc

介质的特征声阻抗也称声阻抗,它是表征介质声学性质的重要物理量,其法定计量单位为kg/(m2·s),其常用单位为g/(cm2·s)。介质的特征声阻抗ρc类似于电介质对电磁波的波阻抗,超声波在两种介质组成的界面上的反射和透射情况与两种介质的特征声阻抗密切相关。

当介质中传播纵波时,介质的特征声阻抗为ρcL;传播横波时其值为ρcS,且同一固体介质中ρcL>ρcS,流体介质中只能传播纵波,不能传播横波,故流体介质中常省略下标“L”,记为ρc。在一些适用于纵波和横波的通用原理公式中,也常省略下标,记为ρc

材料的声阻抗与温度有关,因声阻抗Z=ρc,而大多数材料的密度ρ和声速c随温度增加而减少,故一般材料的声阻抗随温度升高而降低。

常用材料的声阻抗见表2-2和表2-4。

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