物理声学:声学之”母” – 其它声学分支的基础

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所属分类:声学基础
摘要

物理声学(Physical Acoustics)作为声学的基本分支有别于其它声学分支,其所涉内容属于基础性的,其所关心的是声传播的基本现象和规律,包括声反射、折射、透射、干涉、衍射、散射、吸收,物质的声学性质,以及声与物质的相互租用,等等。

物理声学:声学之

虽然整个声学是以物理定理为基础而建立的,但物理声学(Physical Acoustics)作为声学的基本分支有别于其它声学分支,其所涉内容属于基础性的,其所关心的是声传播的基本现象和规律,包括声反射、折射、透射、干涉、衍射、散射、吸收,物质的声学性质,以及声与物质的相互租用,等等。所以,物理声学构成了声学的内核。其它声学分支大多从物理声学分化发展而来的,并形成了各自专业的特色,且具有不同程度的工程与应用的特点。

经典声学本质上是物理声学,它以物理学的方法和理论,研究声学的基本问题。物理声学以波动理论为基础,因此之故,早期把波动声学视为物理声学,以有别于与之相对的几何声学。近代以来,凡声学问题,大多以波动理论为基础的,若再把物理声学与波动声学等价,则未免把物理声学涵盖及整个声学学科,似有不妥。

从经典声学发展到现代声学,物理声学之内涵虽处于不断演进之中,但作为声学学科之核心,它始终以声现象的物理机理和规律作为其基本的研究对象和范畴,其中涉及两个两方面。

其一,凡声学中所涉及的声学基本问题,均属于物理声学的研究对象。当代物理声学的前沿研究领域包括,周期和复杂声学介质的声的传播(反射、散射、透射、折射等),振动与声的非线性和声孤立子现象,极端环境或条件下的声奇异现象,等等。此外,其它声学分支的部分基础性研究内容,也属于物理声学。

例如,水声学虽然独立于物理声学,但是涉及声在海洋复杂环境下传播等问题,当属于物理声学无疑。生物医学超声学也是独立的声学分支,其研究的重点是超声在生物医学诊断与治疗上的具体应用;但是,关于超声在诸如生物媒质这样的复杂介质中的传播问题仍然是物理声学的研究内容。又譬如,室内声学和建筑声学已然称为建筑科学中的特色声学研究内容,但其诸如室内室内物体的散射、壁面吸收对混响的影响等问题,也可以视为物理声学的研究内容。

其二,凡物理学中与声学有关的基础性问题,也是物理声学的研究焦点。气泡在超声作用下的发光现象,是与声密切相关的光物理现象,当属于物理声学的研究对象。又如,新材料的声学性质及其声学特征刻画等,也是物理声学的研究对象。

随着现代声学的发展,物理声学作为声学之”母“,必将孕育出更多的特色鲜明的学科分支,从而丰富声学内涵,扩大学科体系。

来自微信:声振之家

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