超聲波聲強和強度

更新時間：2022-06-20

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聲波在單位時間內(nèi)，通過與聲波傳播方向相垂直的單位面積上的超聲能量稱為超聲強度。聲強等于能流密度，是衡量超聲強弱的一個重要物理量，用 I 表示。聲強是一個有方向的物理量，其方向指向就是聲波傳播的方向。聲強與質(zhì)點的運動速度的平方成正比。聲音強度由振動幅度的大小決定，以能量來計算稱聲強，以壓力計算表示時稱聲壓。

聲強（I）與聲壓（P）的關(guān)系為：I = P2/cρ I，為聲強 W/m2；ρ，為密度 kg/m3；c，為聲速 m/s。

當(dāng)聲場中存在有反射聲波時，聲強往往不能反映其能量關(guān)系，因此，這些能量關(guān)系一般不用聲強（I）這一物理量描述，而常常采用平均聲能量密度來表示。

聲強是表示聲的客觀強弱的物理量，超聲的聲強可以達到很大的值。同時超聲波在介質(zhì)中傳播時，它的巨大能量也會使介質(zhì)質(zhì)點產(chǎn)生很大的加速度，一般中等響度的聲波通過水時，水分子獲得的加速度只有重力加速度的百分之幾，如在頻率為800~ 1000kHz、聲強為0.5~2W/cm2 的超聲波作用下，水分子得到的加速度可以超過重力加速度5萬~10萬倍。

聲強與聲源的振幅有關(guān)，振幅越大，聲強也越大；振幅越小，聲強也越小。當(dāng)聲源發(fā)出的聲波向各個方向傳播時，其聲強將隨著距離的增大而逐漸減弱。這是由于聲源在單位時間內(nèi)發(fā)出的能量是一定的，離開聲源的距離越遠，能量的分布面也越大，因此通過單位面積的能量就越小。

超聲波穿過任何界面和媒質(zhì)時，除存在交變聲壓外，還出現(xiàn)靜態(tài)聲壓，使超聲波在傳播方向上的聲強減少，這種靜態(tài)聲壓被稱為輻射壓，它與振動的頻率無關(guān)，而只與聲功率有關(guān)。

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