Основні фізичні, що характеризують звукове поле

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Звуковий поле. Звукові хвилі. Поздовжні і поперечні хвилі.

Основні фізичні характеристики звукового поля.

Звук - це коливальні рухи в будь-якій матеріальній середовищі (газоподібної, рідкої, твердої), викликані будь-яким джерелом.

При цьому середовище повинне мати пружністю і інерційністю, тому що в вакуумі звук поширяться не може.

Звук. як фізичне явище, являє собою хвильове коливання пружного середовища, викликане будь-яким джерелом.

Процес поширення коливального руху в пружною середовищі називається звуковою хвилею.

Величина зворотна періоду, називається частотою коливання

f = 1 / Т, Гц-к-ть коливань в секунду.

Звук (процес) за час t проходить відстань дорівнює довжині хвилі # 955;

Швидкість поширення звукової хвилі або швидкість звуку в ізотропних (однорідних) середовищах дорівнює (в м / с):

Область середовища, в якій поширюються звукові хвилі, називається звуковим полем.

При поширенні звукової хвилі слід розрізняти 2 явища:

1) рух частинок середовища в хвилі характеризуються колебательной швидкістю частинок середовища (V, м / с)

2) переміщення самої хвилі в середовищі - це швидкість звуку (с, м / с)

Енергія від джерела звуку поширюється хвилями (поздовжніми і поперечними):

-при поздовжніх хвилях вектор швидкості коливань частинок середовища, збігається з напрямком поширення хвилі (в повітрі і рідинах)

- при поперечних хвилях вектор швидкості коливань частинок середовища, орієнтований перпендикулярно напрямку поширення звукової хвилі (в твердих тілах).

У твердих тілах можливі різні комбінації поздовжніх і поперечних хвиль.

В тонких конструкціях, коли їх товщина менше1 / 6 # 955 ;, виникають ізгібние хвилі.

В повітрі розрізняють 3 типи поздовжніх звукових хвиль, що відрізняються один від одного формою фронту хвилі:

1) Плоскі звукові хвилі, які мають фронт у вигляді площини, нормальної до напрямку поширення звукової хвилі.

2) Сферичні або кульові з фронтом у вигляді сфери

3) цилиндрич-е, з формою фронту хвилі у вигляді бічної поверхні циліндра

Фронт хвилі- поверхню, що проходить через частинки середовища, совершющіе коливання в одній і тій же фазі.

Основні фізичні, що характеризують звукове поле.

Фізичний стан середовища в звуковому полі характерезуется зазвичай однією з двох величин:

- Звуковий тиск. р, Па - при поширення звукових хвиль в повітрі, в кожній точці звукового поля при поширенні гармонійних звукових хвиль, будуть спостерігатися поперемінно деформації стиснення і розрядження. що призведе до зміни звукового тиску в середовищі в порівнянні з атмосферним статичним тиском: Рстат

Різниця між миттєвими значеннями повного тиску і атмосферного тиску (при відсутності в середовищі звукового поля, називається звуковим давленіем.Рзв. Па

Звуковий тиск - це додатковий тиск до атмосферного, викликане звуковими хвилями.

У кожній точці середовища звуковий тиск діє на всі боки, тобто є скалярною величиною.

При синусоїдальних коливаннях, звуковий тиск вимірюється не в амплітудних (max) його значеннях, а в ефективних:

Коливальна швидкість частинок середовища, V, м / с - миттєве значення швидкості коливальних рухів частинок середовища, при поширенні в ній звукової хвилі.

Якщо звукова хвиля поширюється у вільному звуковому полі, тобто на відкритому просторі, при відсутності відбитих звукових хвиль, то для плоскої біжучої хвилі, справедлива залежність V = p / ро * С в м / с.

де # 120588; о * С- величина, залежна тільки від фізичних властивостей середовища,

яка називається питомим акустичним опором

середовища або так званим характеристичним імпедансом.

# 120588; про - щільність середовища кг / м 3

З-швидкість звуку в середовищі, м / с

Поширення звукових хвиль супроводжується перенесенням звуковий енергії, яка є функцією звукового тиску і швидкості коливань.

Середній потік звукової енергії, що проходить в одиницю часу, через одиницю поверхні, нормальний до напрямку поширення звукової хвилі, називається інтенсивністю звуку або силою звуку

Інтенсивність і звукова мощностьсвязани співвідношенням: J = W / S. звідки звукова потужність джерела в Вт: W = J * S - загальне колічестко звукової енергії, що випромінюється джерелом звуку в окржающее простір в одиницю часу.

Дуже важливою характеристикою звуку являетсячастотний спектр - етораспределеніе енергії звукових хвиль (по амплітуді і інтенсивності) по частотах.