超声波声强和强度

更新时间：2022-06-20

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声波在单位时间内，通过与声波传播方向相垂直的单位面积上的超声能量称为超声强度。声强等于能流密度，是衡量超声强弱的一个重要物理量，用 I 表示。声强是一个有方向的物理量，其方向指向就是声波传播的方向。声强与质点的运动速度的平方成正比。声音强度由振动幅度的大小决定，以能量来计算称声强，以压力计算表示时称声压。

声强（I）与声压（P）的关系为：I = P2/cρ I，为声强 W/m2；ρ，为密度 kg/m3；c，为声速 m/s。

当声场中存在有反射声波时，声强往往不能反映其能量关系，因此，这些能量关系一般不用声强（I）这一物理量描述，而常常采用平均声能量密度来表示。

声强是表示声的客观强弱的物理量，超声的声强可以达到很大的值。同时超声波在介质中传播时，它的巨大能量也会使介质质点产生很大的加速度，一般中等响度的声波通过水时，水分子获得的加速度只有重力加速度的百分之几，如在频率为800~ 1000kHz、声强为0.5~2W/cm2 的超声波作用下，水分子得到的加速度可以超过重力加速度5万~10万倍。

声强与声源的振幅有关，振幅越大，声强也越大；振幅越小，声强也越小。当声源发出的声波向各个方向传播时，其声强将随着距离的增大而逐渐减弱。这是由于声源在单位时间内发出的能量是一定的，离开声源的距离越远，能量的分布面也越大，因此通过单位面积的能量就越小。

超声波穿过任何界面和媒质时，除存在交变声压外，还出现静态声压，使超声波在传播方向上的声强减少，这种静态声压被称为辐射压，它与振动的频率无关，而只与声功率有关。