教學大綱課程名稱聲學基礎英文名稱FundamentalsofAcoustics課程編號

開課學期第8學期學分/周學時3/3課程類型主干課（必修課）先修課程高等數學、普通物理、數學物理方法選用教材1.許肖梅，聲學基礎，科學出版社，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，聲學理論基礎，北京：國防工業出版社，19812.杜功煥、朱哲民、龔秀芬，聲學基礎，南京大學出版社，20023.D.E.Hall,BasicAcoustics.Harper&RowPublishers,Inc.,19874.馬大猷，楊訓仁，聲學漫談，湖南教育出版社，19945.W.W.Seto.TheoryandProblemsofAcoustics.McGraw-HillBookCompany,1971.一、課程性質、目的與任務聲學基礎是物理學的一個重要分支，同時又是一門滲透性、交叉性極強的應用技術學科，是高等學校海洋技術專業的一門專業基礎主干課。本課程的教學目的與任務是使學生認識聲學對當代科學技術發展所起的作用，獲得聲學的基本理論和知識、掌握聲學基本分析方法，培養學生應用數學物理的方法進行分析問題、解決問題能力，為后續《水聲學》等課程的學習和將來從事聲學研究、應用技術等方面的工作打下堅實的專業理論基礎。二、教學基本要求本課程的主要知識點包括：質點的振動、彈性體的振動、聲場的聲學量、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部分。每個部分的基本內容如下：(1)質點的振動：從物理概念，推導質點的自由振動、阻尼振動和強迫振動的振動方程及其解，理解三種振動狀態下的振動能量，掌握振動系統的固有頻率以及振動系統對固有頻率的影響，理解諧振現象、強迫振動過渡過程的物理意義；掌握機電類比方法。(2)彈性體的振動：理解弦的振動，建立弦的振動方程，求解弦振動方程的一般解，理解弦自由振動的一般規律—弦振動的駐波解并理解解的物理意義；了解棒的縱振動，建立棒的振動方程并求解；了解膜的振動及膜振動方程。(3)聲場的聲學量：理解聲壓、質點振速、質點位移和聲速的物理概念，推導出理想流體介質中的三個基本方程；推導小振幅聲波傳播的波動方程，理解聲能密度、聲能流密度、聲強、聲功率、聲壓級和聲強級的物理概念；(4)建立平面波波動方程并求其解，掌握振速和聲壓的關系，明確聲阻抗率與介質特征阻抗的概念；了解聲學邊界條件，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系，了解平面波在介質層上的反射和透射；建立球面波波動方程并求其解，求解球面波的聲阻抗率，球面聲波的聲強和聲功率；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，求解脈動球的輻射阻抗，理解聲輻射與球源大小的關系，了解輻射聲場的性質；明確點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，掌握圓形活塞式輻射器的近遠場特性。(6)聲波的散射：理解散射的概念，了解平面波雜在剛性不動球面上的散射聲壓和散射功率。(7)聲波的吸收：了解介質的黏性吸收、熱傳導吸收和分子馳豫吸收，了解聲波吸收的經典公式。(8)聲波的接收：理解聲場的畸變和接收器的失真等概念，明確接收器的響應和指向性、接收器的指向性指數等概念。三、主要內容及學時安排章或節主要內容學時安排緒論聲學的科學、技術和藝術1第1章質點振動系統6第2章彈性體的振動2

習題及討論課2第3章理想流體介質中聲波的傳播6

球面聲波的波動方程及其聲阻抗率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