的声阻抗或声阻抗是材料的装置有声波的通路的电阻。对于某种介质，它是恒定的，它从地球内部的岩石层到生物组织。
用数学形式将声阻抗表示为Z，我们有：
Z =ρ.v
图1.当声波击中两种不同介质的边界时，一部分反射，另一部分透射。资料来源：维基共享资源。克里斯托瓦尔风神/ CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）
其中ρ是介质的密度，而v是介质的声速。该表达式对于在流体中移动的平面波有效。
以SI International System单位为单位，密度以kg / m 3为单位，速度以m / s为单位。因此，声阻抗的单位为kg / m 2.s。
类似地，声阻抗定义为压力p和速度之间的商：
Z = p / v
用这种方式表示，Z类似于电阻R = V / I，其中压力起电压作用，速度起电流作用。SI中Z的其他单位为Pa.s / m或Ns / m 3，完全等于先前给出的单位。
声波的传输和反射
当您使用两种具有不同阻抗Z 1和Z 2的方法时，可以传播声波的一部分，使其到达两者的界面，并且可以反射另一部分。这种反射波或回波是包含有关第二种介质的重要信息的反射波。
图2.入射脉冲，透射脉冲和反射脉冲。资料来源：维基共享资源。
由波传输的能量的分配方式取决于反射系数R和传输系数T，这两个量对于研究声波的传播非常有用。对于反射系数，它是商：
R = I r / I o
其中，I o是入射波的强度，I r是反射波的强度。同样，我们有传输系数：
T = I t / I o
现在，可以证明平面波的强度与其振幅A成正比：
I =（1/2）Z.ω 2.A 2
其中Z是介质的声阻抗，ω是波的频率。另一方面，透射幅度和入射幅度之间的商为：
A t / A o = 2Z 1 /（Z 1 + Z 2）
这使得商I t / I o可以用入射波和透射波的幅度表示为：
I t / I o = Z 2 A t 2 / Z 1 A o 2
借助于这些表达式，根据声阻抗Z获得R和T。
透射系数和反射系数
上面的商正好是传输系数：
T =（Z 2 / Z 1）2 = 4Z 1 Z 2 /（Z 1 + Z 2）2
由于没有考虑损耗，因此入射强度确实是透射强度和反射强度之和：
I o = I r + I t →（I r / I o）+（I t / I o）= 1
这使我们能够根据两种介质的阻抗找到反射系数的表达式：
R + T = 1→R = 1-T
进行一些代数重新排列项，反射系数为：
R = 1-4Z 1 Z 2 /（Z 1 + Z 2）2 =（Z 1 -Z 2）2 /（Z 1 + Z 2）2
并且，由于在反射脉冲中发现了与第二介质有关的信息，因此反射系数引起了极大的关注。
因此，当两种介质的阻抗差较大时，先前表达式的分子变大。然后，反射波的强度很高，并且包含有关介质的良好信息。
至于传输到第二种介质的那部分波，它逐渐消失，能量随着热量消散。
应用和练习
透射和反射现象引起了许多非常重要的应用，例如，在第二次世界大战期间研发并用于探测物体的声纳。顺便说一下，蝙蝠和海豚等某些哺乳动物具有内置的声纳系统。
这些特性还广泛用于地震勘探方法，超声医学成像，骨密度测量以及对不同结构的缺陷和缺陷成像中，研究地球内部。
评估乐器的声音响应时，声阻抗也是重要的参数。
-运动已解决1
使生物组织成像的超声技术利用了高频声脉冲。回波包含有关它们通过的器官和组织的信息，软件负责将这些信息翻译成图像。
切向脂肪-肌肉界面的超声脉冲。使用提供的数据，找到：
a）每个组织的声阻抗。
b）在脂肪和肌肉之间的界面处反射的超声波的百分比。
润滑脂
- 密度：952公斤/米3
- 声速：1450 m / s
肌肉
- 密度：1075公斤/米3
- 声速：1590 m / s
解决方案
替换为以下公式即可得出每个组织的声阻抗：
Z =ρ.v
通过这种方式：
Z 脂肪 = 952 kg / m 3 x 1450 m / s = 1.38 x 10 6 kg / m 2.s
Z 肌肉 = 1075公斤/米3 x 1590米/秒= 1.71 x 10 6公斤/米2.s
解决方案b
为了找到在两个组织的界面处反射的强度的百分比，反射系数由下式给出：
R =（Z 1 -Z 2）2 /（Z 1 + Z 2）2
此处Z fat = Z 1，Z muscle = Z 2。反射系数为正值，由方程中的平方保证。
替代和评估：
R =（1.38×10 6 - 1.71×10 6）2 /（1.38×10 6 + 1.71×10 6）2 = 0.0114。
当乘以100时，我们将得到反射百分比：入射强度的1.14％。
-练习2
声波的强度为100分贝，通常会落在水面上。确定透射波和反射波的强度级别。
数据：
水
- 密度：1000公斤/米3
- 声速：1430 m / s
空气
- 密度：1.3公斤/米3
- 声速：330 m / s
解
声波的强度水平（以L分贝表示）是无量纲的，并由以下公式给出：
L = 10 log（I / 10 -12）
双方提高到10：
10 升/ 10 = I / 10 -12
由于L = 100，因此得出：
I / 10 -12 = 10 10
强度的单位以每单位面积的功率为单位。在国际系统中，它们是Watt / m 2。因此，入射波的强度为：
I o = 10 10。10 -12 = 0.01 W / m 2。
为了找到透射波的强度，计算透射系数，然后乘以入射强度。
各自的阻抗为：
Z 水 = 1000 kg / m 3 x 1430 m / s = 1.43 x 10 6 kg / m 2.s
Z 空气 = 1.3 kg / m 3 x 330 m / s = 429 kg / m 2.s
替代和评估：
T = 4Z 1 Z 2 /（Z 1 + Z 2）2 = 4×1.43 x 10 6 x 429 /（1.43 x 10 6 + 429）2 = 1.12 x 10 -3
因此，传输波的强度为：
I t = 1.12 x 10 -3 x 0.01 W / m 2 = 1.12 x 10 -5 W / m 2
其强度水平以分贝为单位，计算公式如下：
L t = 10 log（I t / 10 -12）= 10 log（1.12 x 10 -5 / 10 -12）= 70.3分贝
就其本身而言，反射系数为：
R = 1-T = 0.99888
这样，反射波的强度为：
I r = 0.99888 x 0.01 W / m 2 = 9.99 x 10 -3 W / m 2
其强度等级为：
L t = 10 log（I r / 10 -12）= 10 log（9.99 x 10 -3 / 10 -12）= 100 dB
参考文献
- Andriessen，M.，2003年。HSC物理课程。蓝花car。
- Baranek，L.，1969年。《声学》。第二版。社论Hispano Americana。
- Kinsler，L. 2000年。《声学基础》。威利和儿子。
- Lowrie，W.，2007年。《地球物理学基础》。2号 版。剑桥大学出版社。
- 维基百科。声阻抗。摘自：en.wikipedia.org。