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图 7-82
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p(x),p(x+∆x)与p0差异很小,近似有
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空气柱的振动加速度∂2ξ/∂t2由两个侧面压力差提供,设无声波时的空气密度为ρ0,则有
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得
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理想气体p,V,T之间有下述关联:
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式中R是气体普适常量,M是气体质量,μ是气体摩尔质量.据此可得
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又可得到波速的另一个表达式:
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空气取γ=1.40,标准状态下p0=1.013×105Pa,ρ0=1.293kg/m3,据(7.102)式算得u=331.2m/s,与实测值u=331.45m/s相当接近.
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四、水面波
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与空气不同,水不易压缩,即使开始时水中某些质元是沿水平方向振动的,也会使周围质元除了有水平方向振动外,还会有竖直方向的振动,形成的水波既有纵波成分,又有横波成分.
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水面到水底的深度h≫水波波长λ时的水波称为深水波.观察发现,深水波中水面附近的质元几乎在作圆运动(圆振动),水面波中的横波成分最为明显.深水波中靠近水底的质元在竖直方向上的运动受阻,作椭圆运动(椭圆振动),椭圆越扁,越可近似为水平方向的线振动.
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h≪λ的水波称为浅水波.浅水波中水面质元作较扁的椭圆振动,水波中的水平方向纵波是主要成分.
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●浅水波
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