声学检测论文

前几天我自己写的我是高一的酷爱物理这是一篇合写的论文，你自己拆开吧我写了整整4个小时还不算构思 给我最佳吧论文：论声波与电磁波的异同2011年02月15日 分类：个人日记 说起波大家一定会想起两种最普通的波：声波和光波（电磁波），很多人将这两者混为一谈，这是错误的。 通俗的说，声波是用来听的，而电磁波是用来看的，当然这样说未免有些不科学。较严格的说，声波是通过介质传播的，而电磁波是通过“场”传播的，这里的场可以是电场、磁场。 声波是由物体的振动引起的，如果物体周围有介质的话，振动就会传给介质，再由介质传给其他物体，换句话说，能量是随着振动在传递。声波是机械波的一种，具有机械波的特性。声波分为横波和纵波。电磁波的性质要比声波复杂得多，电场或磁场的变化都会引起电磁波，我们知道电路状态发生改变时会引发磁场的变化，变化磁场中的导体会带电，这时的电场也是变化的，会再次产生变化的磁场，换句话说，电磁波的能量是以电与磁的形式交替传播的，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。由麦克斯韦电磁理论可知，变化的电场和变化的磁场是相互联系着的一个不可分割的统一体，即电磁场，而变化的电场和变化的磁场总是交替产生的，并且由产生的区域向周围空间传播，这就是电磁波。电磁波在空间中传播不需要介质，它是一种横波，传递着电磁场的能量。最普通的电磁波是可见光。关于光最早出现两种学说：由惠更斯提出的波动说和曾为牛顿所提倡的微粒说，惠更斯认为光是一种波动，由发光体引起，和声波一样依靠介质来传播，这种学说直到19世纪初当光的干涉和衍射现象被发现后才得到广泛承认，而牛顿认为光是由光源发出的微粒，它从光源沿直线行进至被照物，因此可以想象为一束由发光体射向被照物的高速微粒。此学说直观地解释了光的直线传播及反射、折射等现象，曾被普遍接受直到19世纪初光的干涉等现象发现后，才被波动说所推翻，但在19世纪和20世纪初，许多有光和物质相互作用的现象，如光电效应，不能用波动说来解释，这促使爱因斯坦于1905年提出光是一种具有粒子性的实物：光子，但这种观念并不摒弃光具有波动的性质，这种关于光的波粒二象性的认识被人们所认可，也是量子理论的基础。声波和电磁波 1、都能反射与折射；2、都有衍射现象（波绕过障碍物继续传播的现象）；3、都能叠加（几列波相遇时，每列波都能保持各自原来的传播方向继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和）；4、都有干涉现象（频率相同的两列波叠加使某些区域的振动加强，使某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象叫做波的干涉）；5、都有多普勒效应（由于波源和观察者之间的相对运动，使观察者感到波的频率发生变化的现象叫做多普勒效应，举个例子便是救护车鸣着笛自你面前飞驰而过，你会发现当车距你近时和当车距你远时音调的高低不同）声波和电磁波还有一个很大的差别便是电磁波的速度要比声波快得多。腹化风雪：本人初次发表论文，请多提意见，谢谢。

这个问题说起来很生活，但实际上是非常复杂的，我找到了一篇浙大博士论文《西瓜成熟度和内部空心的声学检测技术及装置研究》，专门研究怎么用声音在不破坏西瓜的情况下检测出它的品质。这种无损检测技术是西瓜商品化的关键，前段时间不是有文章吐槽中国人爱吃瓜，99%的国产瓜都被中国人自己吃了，还颇为自豪，其实就是因为我国对厚皮水果的检测技术落后，才导致西瓜出口量低，根本不是一件值得自豪的事。总的来说，论文介绍了中外多种声学检测技术，基本上都是根据西瓜成熟前后质地变化来设计的。西瓜从未成熟到成熟，果肉逐渐变得松散带来弹性模量（硬度）的变小，而弹性模量的变化会导致声学特性的改变，其中最主要的是共振频率，波速。共振频率可以简单理解为敲击西瓜发出的声音，越成熟的西瓜共振频率越低，但共振频率也受体积质量及外形的影响，前人研究认为定义坚实度指数（f^2·m^2/3，f为共振频率，m为质量）更有利于判断西瓜的成熟度。另外波速也是一个比较容易判断西瓜成熟度的指标，成熟的西瓜波速更慢，即敲击后另一侧检测到声音的时间更长，波速与西瓜成熟度具有显著相关性。在另一篇论文《西瓜成熟度音频无损检测技术》中，作者给出了功率谱峰值频率（共振频率存在多个，振动功率峰值所在频率即为功率谱峰值频率）与西瓜成熟度之间的关系，大于 189Hz为“生”瓜，160～189Hz为 “适熟”瓜，133～ 160Hz为“熟”瓜，小于 133Hz为“过熟”瓜，符合我们生活中声音越沉闷瓜越熟的经验。所以这道初中物理题的答案应该是“音调”，即声音频率的高低，而与音色相关的是谐波或泛音的组合差异，目前没有看到通过音色判断西瓜成熟度的应用。最后多说一句，拍西瓜听声音辨生熟既然是可行的，为什么还总是买到生瓜呢？不是你辨音能力差，而是没有考虑体积质量对共振频率的影响，换言之，只有在两个大小相同的瓜之间对比共振频率才能直观地得出结论，否则还是要引入坚实度指数这样的指标才能保证准确。

是音色，物体的振动快慢影响着音调，它决定着音调的高低。而音色取决于材料的不同。西瓜成熟和未成熟时，它的瓜不同。所以是音色而不是音调。