
【電】 acoustic refraction
【電】 sound power
refraction
【醫】 anacampsis; refraction
聲能折射(Sound Energy Refraction)是聲波在傳播過程中因介質密度或溫度變化導緻傳播方向發生偏折的物理現象。其核心原理與光折射類似,遵循斯涅爾定律(Snell's Law),即聲波在不同介質中的傳播速度差異會引起入射角與折射角的正弦比保持恒定。例如,當聲波從空氣進入水面時,因水中聲速提升至約1500 m/s(空氣中約343 m/s),聲波路徑會向法線方向偏折。
影響聲能折射的關鍵因素包括:
該現象在醫學超聲成像中具有重要應用,通過控制不同組織中的聲波折射實現病竈定位。美國聲學學會(ASA)的專題研究表明,折射校正技術可将超聲分辨率提升約18%(ASA會議論文集,2023)。
“聲能折射”指聲音(機械波)在傳播過程中因介質密度或聲速變化導緻的傳播方向改變現象。以下是詳細解釋:
基本概念
當聲波從一種介質(如空氣)傳播到另一種介質(如水)時,由于介質的密度和聲速不同,聲波的傳播方向會發生偏折,這種現象稱為折射。
例如:聲波從空氣進入水中時,聲速增加,導緻聲波向法線方向偏折。
物理原理
折射遵循波動普遍規律,即斯涅爾定律:
$$
frac{sin theta_1}{v_1} = frac{sin theta_2}{v_2}
$$
其中,θ₁和θ₂為入射角與折射角,v₁和v₂為兩種介質的聲速。
介質分界面折射
如聲音從空氣傳入水中時,聲速由約343 m/s增至1482 m/s,導緻傳播方向改變。
同種介質的非均勻性
即使在同一介質中,若密度或溫度分布不均(如沙漠地表熱空氣與高空冷空氣),聲波也會發生折射。例如:沙漠中遠距離對話更清晰,因聲波向地面偏折。
部分争議源于機械波與電磁波的性質差異(如、4認為“聲音不能折射”),但權威定義明确指出:折射是波動現象的共同特性,聲波作為機械波同樣遵循折射規律。
注:如需進一步了解公式推導或具體案例,可參考、2、5、7等來源。
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