
【电】 acoustic refraction
【电】 sound power
refraction
【医】 anacampsis; refraction
声能折射(Sound Energy Refraction)是声波在传播过程中因介质密度或温度变化导致传播方向发生偏折的物理现象。其核心原理与光折射类似,遵循斯涅尔定律(Snell's Law),即声波在不同介质中的传播速度差异会引起入射角与折射角的正弦比保持恒定。例如,当声波从空气进入水面时,因水中声速提升至约1500 m/s(空气中约343 m/s),声波路径会向法线方向偏折。
影响声能折射的关键因素包括:
该现象在医学超声成像中具有重要应用,通过控制不同组织中的声波折射实现病灶定位。美国声学学会(ASA)的专题研究表明,折射校正技术可将超声分辨率提升约18%(ASA会议论文集,2023)。
“声能折射”指声音(机械波)在传播过程中因介质密度或声速变化导致的传播方向改变现象。以下是详细解释:
基本概念
当声波从一种介质(如空气)传播到另一种介质(如水)时,由于介质的密度和声速不同,声波的传播方向会发生偏折,这种现象称为折射。
例如:声波从空气进入水中时,声速增加,导致声波向法线方向偏折。
物理原理
折射遵循波动普遍规律,即斯涅尔定律:
$$
frac{sin theta_1}{v_1} = frac{sin theta_2}{v_2}
$$
其中,θ₁和θ₂为入射角与折射角,v₁和v₂为两种介质的声速。
介质分界面折射
如声音从空气传入水中时,声速由约343 m/s增至1482 m/s,导致传播方向改变。
同种介质的非均匀性
即使在同一介质中,若密度或温度分布不均(如沙漠地表热空气与高空冷空气),声波也会发生折射。例如:沙漠中远距离对话更清晰,因声波向地面偏折。
部分争议源于机械波与电磁波的性质差异(如、4认为“声音不能折射”),但权威定义明确指出:折射是波动现象的共同特性,声波作为机械波同样遵循折射规律。
注:如需进一步了解公式推导或具体案例,可参考、2、5、7等来源。
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