5、试问夏天(40℃)空气中声速比冬天(0℃)时高出多少?如果平面波声压保 持不变,介质密度也近似认为不变,求上述两种情况下的声强级差?
时间: 2024-04-07 19:27:33 浏览: 26
根据声学公式,空气中的声速与温度有关,近似可以认为每摄氏度增加1米/秒。因此,夏天(40℃)空气中的声速相较于冬天(0℃)空气中高出40×1=40米/秒。
对于平面波,声强级与声压级有关,其关系式为L_I=10lg(I/I_0),其中I为声强,I_0为参考声强,取值为10^{-12}瓦/平方米。由于声压保持不变,因此两种情况下的声强级差为L_{I2}-L_{I1}=10lg(I_2/I_0)-10lg(I_1/I_0)=10lg(I_2/I_1)。
由于声强与声压的关系为I=\frac{1}{2}\rho v^2c,其中rho为介质密度,v为声波振动速度,c为声速。平面波的声压保持不变,因此声强与声速的关系式为I=\frac{1}{2}\rho v^2c_0,其中c_0为参考声速,取值为340米/秒。因此,两种情况下声强的比值为I_2/I_1=\frac{v_2^2}{v_1^2}=\frac{(c_0+40)^2}{c_0^2}。
代入计算得到,两种情况下的声强级差为L_{I2}-L_{I1}=10lg\frac{(c_0+40)^2}{c_0^2}\approx2.9dB。
相关问题
多普物测声速时,换能器移动速度大些还是小些时,测量准确度高?为什么?
在多普勒测量声速时,换能器移动速度对测量准确度有一定的影响。当换能器移动速度较大时,测量准确度会更高。
这是因为在多普勒测量声速时,使用的是多普勒频移效应,即当声波反射回来时,其频率会发生变化。而频移量与声波和测量仪器之间的相对速度有关。因此,当换能器移动速度较大时,其与声波之间的相对速度也会更大,从而产生更大的频移量,测量准确度也就更高。
不过,换能器移动速度过大也会带来一些问题,例如会使得信号中的噪音增加,从而影响测量的准确性。因此,在实际测量中,需要在准确度和噪音之间进行权衡,选择合适的移动速度。
不同气体中的声速一样吗?为什么?
不同气体中的声速不一样,因为声速受到气体密度和弹性模量的影响。
声速是指声波在介质中传播的速度,它与介质的密度和弹性模量有关。在理想气体中,声速可以表示为:
c = sqrt(gamma * P / rho)
其中,c表示声速,gamma表示气体的绝热指数,P表示气体的压强,rho表示气体的密度。可以看到,声速与气体的密度和压强有关。
不同气体的密度和压强不同,因此它们的声速也不同。例如,在相同温度下,空气的声速约为 340 m/s,而二氧化碳的声速约为 260 m/s,氦气的声速约为 1000 m/s。
总的来说,气体的声速取决于气体的密度和弹性模量,而不同气体的密度和弹性模量是不同的,因此它们的声速也不同。
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