檢視聲波的原始碼

{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''聲波'''<br><img src="https://amuseum.cdstm.cn/AMuseum/perceptive/page_2_ear/page_2_3/longitwave.jpg" width="250"></center><small>[https://amuseum.cdstm.cn/AMuseum/perceptive/page_2_ear/page_2_3/page_2_3_1_a.htm 圖片來自中國數字科技館]</small> 
|}

'''声波'''是[[声音]]的传播形式。声波是一种平行波，由物体（声源）振动产生，声波传播的空间就称为声场。在[[气体]]和[[液体]]介质中传播时是一种[[纵波]]，但在[[固体]]介质中传播时可能混有[[横波]]。任何器官所接收的聲音頻率都有其範圍限制。人耳可以听到的声波的[[频率]]一般在20Hz至2×10^{4}Hz之间。其他動物的聽覺頻率範圍有所不同，狗可以聽到50000Hz的超声波，但無法聽到15Hz以下的聲音。

== 声速 ==
一般來說，声速c通常与介质的不可壓縮率与密度有关，利用[[连续介质力学]]<ref>[https://www.zhihu.com/question/265570250 连续介质力学]，知乎</ref> 及[[经典力学]]，可导出下面的公式：
:c = \sqrt{\frac{B}{\rho}
其中B是[[不可壓縮率]]，rho是[[密度]]。
因此音速隨著介質的不可壓縮率增加而變快，隨著介質的[[質量]]密度增加而變慢。

對於一般的狀態方程式，在[[經典力學]]適用範圍內，音速c可表示成
:c=\sqrt{\frac{\partial p}{\partial\rho}}
此處偏微分針對[[絕熱]]變化。

对于远离液态工作点的理想气体，则有
:c = \sqrt{KRT}
式中:
*''K''为定压比热与定容比热之比，双[[原子]]气体（包括空气）''K''=1.4;
*''R''为气体常数,空气为0.287kJ/(kg·K);
*''T''为绝对温度(K)。

关于声速，还有一个非常实用的经验公式：''c''=331+0.6''T''(其中''T''为摄氏温度)。

==補充==
===声波的基本物理量===

'''声波'''在传播过程中，引起介质中的质点波动，使介质各部分产生压缩或膨胀的周期性变化，因此，质点运动必然存在振动位移、振动速度等物理量，而压缩或膨胀必然导致压强的变化，所以，声波在传播时，有几个可以测量的[[物理量]]，如质点振动位移、振动速度、[[声压]]等。但最常用的测量量是声压。


1.[[声压]]'''声波'''引起的压强变化是叠加在大气压之上，因此，测量的声压是变化的声压与静压强之差，声压变化的平均值为零，所以，平均声压不是一个有用的参量。而人耳对瞬时声压波动也没有响应，但对动态声压的均方根值（RMS）有响应，且平均响应时间间隔约为35ms。因此，声压测量的是有效声压。

2.[[质点振动位移]] 质点振动的位移是相对于平衡位置的位移，通常，空气中声波振动的幅度非常小，大约在10^-7mm到数毫米之间，位移下限对应于听阈，上限对应于痛阈。因为振动位移太小，而位移又很难直接测量到。

3.[[质点振动速度]] 振动速度是指声波的传播引起小部分介质波动的速度，而非声速，振动速度远小于声速。测量质点振动速度的应用之一是测量声强。我们知道声强大小也等于声压与质点速度的乘积，因此，有一种声强探头称为声压-粒子速度探头（Pressure-(Particle) Velocity probe，P-V探头）如下图所示，则是通过测量粒子的振动速度来测量声强。

4.[[声阻抗]] 是界面上平均有效声压对通过该界面的有效体积速度之比，为[[复值函数]]，实部对应声阻，虚部对应声抗。声波传播时引起介质振动需要克服阻力，声阻抗越大，则推动介质所需要的声压就越大，声阻抗越小则所需声压就越小。

5.[[声强]] 指单位时间内，通过与声波前进方向垂直的单位面积上的声能。声强是[[矢量]]，可以简单地认为某点的声强＝该点的声压×质点的速度。
== 參考文獻 == 
{{reflist}}
[[Category:330 物理學總論]]