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第一章 质点振动系统15

1-1 质点的自由振动16

1-1-1 振动方程及其解16

1-1-2 初始条件18

1-1-3 振动的能量19

1-1-4 弹簧质量对系统固有频率的影响20

1-1-5 弹簧串联与并联系统的振动22

1-2质点的阻尼振动24

1-2-1 振动方程和解24

1-2-2 阻尼振动的能量27

1-3 质点的强迫振动28

1-3-1 无阻尼系统的强迫振动28

1-3-2 有阻尼系统的强迫振动30

1-3-3 强迫振动的能量32

1-3-4 速度振幅和位移振幅的频率响应33

1-3-5 强迫振动的过渡过程37

1-4 机电类比41

1-5 耦合系统的自由振动48

1-5-1 两个自由度耦合系统的自由振动48

1-5-2 两个自由度系统自由振动的举例54

1-5-3 两个自由度耦合系统的强迫振动59

第二章 弹性体的振动65

2-1 弦的振动65

2-1-1 弦振动方程65

2-1-2 弦振动方程的一般解67

2-1-3 自由振动的一般规律——弦振动的驻波解68

2-2 棒的纵振动72

2-2-1 棒的纵振动方程72

2-2-2 两端固定的棒的振动74

2-2-3 两端自由的棒76

2-3 膜的振动76

2-3-1 膜振动方程77

2-3-2 矩形膜振动78

2-3-3 圆形膜振动82

2-3-4 圆膜对称自由振动的一般规律85

第三章 理想流体介质中声波的传播88

3-1 引言88

3-1-1 表征声场的声学量89

3-1-2 几点假设91

3-2 理想流体介质中的三个基本方程92

3-2-1 运动方程92

3 2-2连续性方程94

3-2-3 状态方程96

3-2-4 声波传播速度98

3-3 理想流体中小振幅波传播的波动方程99

3-3-1 波动方程的导出99

3-3-2 声速度势101

3-4 声场中的能量关系102

3-4-1 声能密度102

3-4-2 声能流密度103

3-4-3 声强与声功率104

3-5 声压级和声强级105

3-6 平面声波在无界空间中的传播107

3-6-1 平面波波动方程及其解107

3-6-2 振速和声压的关系109

3-6-3 声阻抗率与介质特征阻抗110

3-6-4 电声类比的概念111

3-6-5 平面声波的能量关系111

3-6-6 任意方向传播的平面波声压表达式113

3-7 平面声波的反射、折射和透射114

3-7-1 声学边界条件114

3-7-2 平面波垂直入射到两种介质平面分界面115

3-7-3 平面波斜入射到平面分界面上118

3-7-4 平面波在介质层上反射和透射122

3-8 声波的干涉131

3-8-1 迭加原理131

3-8-3 声波的相干性132

3-8-2 驻波132

3-9 均匀球面声波的传播134

3-9-1 波动方程及其解135

3-9-2 球面声波的声阻抗率136

3-9-3 球面声波的声强和声功率139

3-10 柱面声波的传播140

3-11 声波在管中的传播143

3-11-1 相速度和群速度143

3-11-2 矩形管中的声波传播145

3-11-3 圆柱形管中声波的传播153

第四章 声波的辐射157

4-1 辐射阻抗157

4-2 均匀脉动球源的辐射160

4-2-1 脉动球的辐射阻抗160

4-2-2 声辐射与球源大小的关系162

4-2-3 辐射声场的性质163

4-3-2 指向特性165

4-3 点源辐射器组165

4-3-1 两个同相振动的点源165

4-3-3 线性点源阵列169

4-3-4 声偶极辐射173

4-3-5 镜像原理175

4-4 球形声源的辐射176

4-4-1 波动方程及其解的形式176

4-4-2 辐射声场举例180

4-5 圆形平面活塞辐射器183

4-5-1 点声源183

4-5-2 圆形活塞辐射器的辐射阻抗184

4-5-3 平面辐射器的指向性189

4-5-4 圆形活塞式辐射器的远场特性192

4-5-5 近场特性194

4-6 均匀脉动柱面的声辐射196

4-7 基阵的互辐射阻抗198

第五章 声波的散射204

5-1 平面波在球面上的散射205

5-1-1 刚性不动球散射声场的声压205

5-1-2 散射波强度和散射功率209

5-1-3 刚性不动微小粒子对平面波的散射211

5-2 刚性圆柱的散射213

5-2-1 散射波场的声压和声场214

5-2-2 细柱的散射217

第六章 声波的接收220

6-1 接收器表面的声压220

6-1-1 接收器表面的实际声压220

6-1-2 声场畸变与接收器失真223

6-2 接收器的响应和指向性224

第七章 声波的吸收236

7-1 介质的黏性吸收236

7-1-1 黏性流体介质中的波动方程237

7-1-2 黏性介质波动方程的解238

7-1-3 黏性介质的声速及吸收系数239

7-2 介质的热传导吸收242

7-3 声波吸收经典公式的讨论245

7-4 分子弛豫引起的吸收247

7-4-1 气体弛豫吸收的简单理论248

7-4-2 纯水的弛豫吸收254

第八章 非线性声学257

8-1 有限振幅波的非线性及其传播特性258

8-1-1 有限振幅波基本关系式258

8-1-2 有限振幅声波的波函数261

8-2 有限振幅声波波形的非线性畸变264

8-2-1 波形的畸变264

8-2-2 畸变波形的谐波分析267

8-3 有限振幅声波的介质吸收269

声学基础习题273

参考文献280