聲學(xué)基礎(chǔ) 教學(xué)大綱

教學(xué)大綱課程名稱聲學(xué)基礎(chǔ)英文名稱FundamentalsofAcoustics課程編號(hào)

開課學(xué)期第8學(xué)期學(xué)分/周學(xué)時(shí)3/3課程類型主干課（必修課）先修課程高等數(shù)學(xué)、普通物理、數(shù)學(xué)物理方法選用教材1.許肖梅，聲學(xué)基礎(chǔ)，科學(xué)出版社，2003年2.[美]LawrenceE.Kinsler,A.R.Frey,A.B.Coppens,J.V.Sanders.FundamentalsofAcoustics,4thEdition,JohnWiley&Sons,1999主要

參考書1.何祚鐮、趙玉芳，聲學(xué)理論基礎(chǔ)，北京：國(guó)防工業(yè)出版社，19812.杜功煥、朱哲民、龔秀芬，聲學(xué)基礎(chǔ)，南京大學(xué)出版社，20023.D.E.Hall,BasicAcoustics.Harper&RowPublishers,Inc.,19874.馬大猷，楊訓(xùn)仁，聲學(xué)漫談，湖南教育出版社，19945.W.W.Seto.TheoryandProblemsofAcoustics.McGraw-HillBookCompany,1971.一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)聲學(xué)基礎(chǔ)是物理學(xué)的一個(gè)重要分支，同時(shí)又是一門滲透性、交叉性極強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科，是高等學(xué)校海洋技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)主干課。本課程的教學(xué)目的與任務(wù)是使學(xué)生認(rèn)識(shí)聲學(xué)對(duì)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展所起的作用，獲得聲學(xué)的基本理論和知識(shí)、掌握聲學(xué)基本分析方法，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)物理的方法進(jìn)行分析問題、解決問題能力，為后續(xù)《水聲學(xué)》等課程的學(xué)習(xí)和將來從事聲學(xué)研究、應(yīng)用技術(shù)等方面的工作打下堅(jiān)實(shí)的專業(yè)理論基礎(chǔ)。二、教學(xué)基本要求本課程的主要知識(shí)點(diǎn)包括：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)、彈性體的振動(dòng)、聲場(chǎng)的聲學(xué)量、聲波的傳播、聲波的輻射、聲波的散射、聲波的吸收和聲波的接收八個(gè)部分。每個(gè)部分的基本內(nèi)容如下：(1)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)：從物理概念，推導(dǎo)質(zhì)點(diǎn)的自由振動(dòng)、阻尼振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)的振動(dòng)方程及其解，理解三種振動(dòng)狀態(tài)下的振動(dòng)能量，掌握振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率以及振動(dòng)系統(tǒng)對(duì)固有頻率的影響，理解諧振現(xiàn)象、強(qiáng)迫振動(dòng)過渡過程的物理意義；掌握機(jī)電類比方法。(2)彈性體的振動(dòng)：理解弦的振動(dòng)，建立弦的振動(dòng)方程，求解弦振動(dòng)方程的一般解，理解弦自由振動(dòng)的一般規(guī)律—弦振動(dòng)的駐波解并理解解的物理意義；了解棒的縱振動(dòng)，建立棒的振動(dòng)方程并求解；了解膜的振動(dòng)及膜振動(dòng)方程。(3)聲場(chǎng)的聲學(xué)量：理解聲壓、質(zhì)點(diǎn)振速、質(zhì)點(diǎn)位移和聲速的物理概念，推導(dǎo)出理想流體介質(zhì)中的三個(gè)基本方程；推導(dǎo)小振幅聲波傳播的波動(dòng)方程，理解聲能密度、聲能流密度、聲強(qiáng)、聲功率、聲壓級(jí)和聲強(qiáng)級(jí)的物理概念；(4)建立平面波波動(dòng)方程并求其解，掌握振速和聲壓的關(guān)系，明確聲阻抗率與介質(zhì)特征阻抗的概念；了解聲學(xué)邊界條件，理解平面聲波的反射、折射和透射的基本原理和三者之間所存在的能量關(guān)系，了解平面波在介質(zhì)層上的反射和透射；建立球面波波動(dòng)方程并求其解，求解球面波的聲阻抗率，球面聲波的聲強(qiáng)和聲功率；了解柱面聲波的傳播；理解聲波在管中的傳播。(5)聲波的輻射：理解輻射阻抗概念，求解脈動(dòng)球的輻射阻抗，理解聲輻射與球源大小的關(guān)系，了解輻射聲場(chǎng)的性質(zhì)；明確點(diǎn)源輻射器組的指向特性，理解鏡向原理的概念；了解一般球形聲源輻射，了解其波動(dòng)方程及其解的形式；理解圓形平面活塞輻射的基本原理，求解圓形活塞輻射器的輻射阻抗，掌握?qǐng)A形活塞式輻射器的近遠(yuǎn)場(chǎng)特性。(6)聲波的散射：理解散射的概念，了解平面波雜在剛性不動(dòng)球面上的散射聲壓和散射功率。(7)聲波的吸收：了解介質(zhì)的黏性吸收、熱傳導(dǎo)吸收和分子馳豫吸收，了解聲波吸收的經(jīng)典公式。(8)聲波的接收：理解聲場(chǎng)的畸變和接收器的失真等概念，明確接收器的響應(yīng)和指向性、接收器的指向性指數(shù)等概念。三、主要內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排章或節(jié)主要內(nèi)容學(xué)時(shí)安排緒論聲學(xué)的科學(xué)、技術(shù)和藝術(shù)1第1章質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)系統(tǒng)6第2章彈性體的振動(dòng)2

習(xí)題及討論課2第3章理想流體介質(zhì)中聲波的傳播6

球面聲波的波動(dòng)方程及其聲阻抗率6

聲波在管中的傳播5

期中考試2第4章聲波的輻射10第5章聲波的散射4第