ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Направленность излучения звука из "Звуковые и ультразвуковые волны Издание 3 " Направленность излучения звука. Мы видели, что от колеблющейся палочки, размеры которой больше, чем длина капиллярных волн на поверхности воды, расходятся плоские волны. Излучение волн происходит в определенном направлении — перпендикулярно к палочке палочка служит источником волн, обладающих свойством направленности. Внимательное наблюдение показывает, что на некотором расстоянии от палочки благодаря дифракции плоские волны постепенно переходят в расходящиеся круговые, Расстояние, на котором такое расхождение становится заметным, оказывается тем большим, чем больше размеры палочки по сравнению с длиной порождаемых ею капиллярных волн. Если размеры палочки значительно меньше длины волны или вместо палочки будет колебаться шарик, то появятся круговые волны, расходящиеся во всех направлениях, и источник не будет обладать свойством направленности излучения. [c.122] Слева — звуковой генератор, справа — усилитель и прибор. [c.123] ЭТО возможно сделать при отсутствии ветра или во всяком случае, когда ветер слабый. [c.123] Почти все источники звука излучают неодинаковую интенсивность по разным направлениям почти все приемники по-разному реагируют на звуковые волны, приходящие к ним с разных направлений. Поэтому при таких исследованиях необходимо заранее знать свойства направленности микрофона (либо иметь микрофон, лишенный направленности). [c.123] Передвигая микрофон М, подвешенный на высоте нескольких метров над излучателем (рис. 69), мы увидим, что когда микрофон находится точно над излучателем У (положение Л, соответствующее оси излучателя), прибор на выходе усилителя дает максимальное показание. В положениях В, С и О показания прибора будут соответственно уменьшаться. [c.124] Если бы микрофон перемещался относительно источника звука не по прямой, а по окружности радиуса JA, то, нанеся результаты измерений на график и откладывая по каждому направлению из центра графика показания прибора, т. е. величины, пропорциональные звуковому давлению в точке нахождения микрофона, мы получили бы сведения о распределении в пространстве звуковой энергии от источника звука (график в так называемых полярных координатах). Такой график распределения энергии в пространстве вокруг излучателя называется характеристикой направленности излучателя ). Характеристика направленности дает, таким образом, представление о степени концентрации звуковой энергии в заданном направлении. [c.124] С увеличением отношения размеров колеблющейся поверхности к длине излучаемой волны характеристика направленности делается все более острой. [c.125] В рупорных громкоговорителях характеристика направленности определяется размерами выходной поверхности рупора (как говорят, его устья), которую можно считать как бы закрытой колеблюш,имся диском такого же размера. [c.125] Устье рупора можетиметь большую поверхность,так что характеристика направленности рупорных громкоговорителей может быть сделана достаточно острой. У часто применяемых экспоненциальных рупоров характеристика направленности приближенно имеет вид вытянутого эллипсоида вращения. [c.126] Подобно излучателю микрофон может иметь направленность приема, и все, что было сказано о направленности излучателей, справедливо и для приемников звука. Излучатель и приемник, которые имеют одинаковые размеры, обладают одинаковыми характеристиками направленности. [c.126] Причина появления характеристики направленности (рис. 70) при излучении звука колеблющимся диском может быть выяснена с помощью принципа Г юйгенса. В том случае, когда радиус диска значительно меньше длины волны X, расстояния между точкой, где измеряется сила звука (точка наблюдения), и любыми различными точками колеблющейся поверхности диска почти одни и те же эти расстояния отличаются на величины Д, малые по сравнению с X. Если разбить поверхность диска на небольшие элементы, то согласно принципу Гюйгенса каждый такой элемент можно считать за центр элементарной сферической волны. При X вне зависимости от того, на оси или нет находится точка наблюдения, элементарные сферические волны приходят в эту точку в фазе и, следовательно, усиливают друг друга мы имеем дело со сферическими волнами, источник которых не обладает направленностью. [c.126] При уменьшении длины волны X (или увеличении 7 ) разности Д становятся сравнимыми с X. Так как расстояние L от источника до точки наблюдения может быть велико, т.е. L / ,то в осевом направлении разности Д по-прежнему будут малы, и на оси элементарные волны будут взаимно усиливаться. В направлениях же, отличных от осевого, вследствие значительных А и благодаря интерференции происходит частичная компенсация звукового давления. При малых X (при больших 7 ) может наступить полная компенсация — появятся направления нулевого давления. [c.126] Точка на оси вблизи отмечает начало перехода пучка излучения от параллельного к расходящемуся. [c.127] Вернуться к основной статье