声波的波长、频率和传播速度

点声源发出的声波在大气中以球面波的方式向四周扩散传播，如图1-6所示。人耳可闻声音的频率范围是20Hz～20kHz；声音的波长λ与频率f成反比，与其在介质中传播的速度v成正比，即

λ=v/f （1-1）

式中 λ——声波波长（m）；

f——声波频率（Hz）；

v——声波速度（m/s）。

在海平面高度的普通大气中，声波的传播速度v（m/s）由下式确定：

v=331.4+0.607T （1-2）

式中 T——摄氏温度（℃）。

表1-2是声波在大气中传播的频率与波长对照表。(www.xing528.com)

图1-6 声波在大气中的传播

表1-2 声波在大气中传播的频率与波长对照表

在一般设计中，式（1-2）的声波传播速度计算值已相当精确。在21℃的空气环境中，声波的传播速度为v=344m/s=0.344km/s。声波在不同介质中传播的速度和波长是不一样的，图1-7是声波在不同传播介质中的传播速度。

由于声波的波长与声波的传播速度成正比，因此同样频率的声波，在不同介质中传播的波长是不同的，其相对应波长可用式（1-1）计算。例如：10kHz的声波在空气中传播的波长为λ=344/10000m=34.4mm。在游泳池水中的传播波长为λ=1480/10000m=148mm。由此可见，传播介质的密度越高，声波的波长越长。

图1-7 声波在不同传播介质中的传播速度