Звука распространение в атмосфере

Известно, что распространение звука и света, есть волновые процессы. Звук распространяется в атмосфере, и скорость звука зависит от системы координат, в которой измеряется. Предполагалось, что свет также распространяется в особой среде - эфире. Таким образом, эфир - носитель света, т.е. среда, в которой распространяется свет. Главное затруднение при проверке гипотезы эфира заключалось [c.228]

Объяснение этих явлений имеет много общего с явлением пульсаций интенсивности звука, распространяющегося в атмосфере они также вызываются атмосферной турбулентностью, которая приводит к пульсациям плотности воздуха, а следовательно, и коэффициента преломления для световых волн. В последнее время установлено также, что турбулентность атмосферы приводит к ряду важных и интересных явлений при распространении радиоволн сантиметрового диапазона (рассеяние, флюктуации уровня сигнала и флюктуации скорости распространения радиоволн). [c.232]

Неоднородности скорости ветра и температуры в атмосфере приводят к ряду интересных явлений при прохождении через такую турбулентную среду звуковых волн. Прежде всего, турбулентное состояние атмосферы ведет к большому затуханию звука. Мы говорили уже, что затухание в спокойном и однородном воздухе зависит от его вязкости и теплопроводности. Оказывается, однако, что при распространении в атмосфере звук испытывает неизмеримо большее затухание, чем это следует из соответствующих теоретических соображений. То, что такое большое [c.233]

Если бы не было расхождения в,стороны, рассеяния на препятствиях и других причин затухания звуковых волн, помимо поглощения, то, например, звук мужского голоса (основная частота 100—150 гц) при распространении в атмосфере ослабел бы вдвое по амплитуде только после пробега примерно 60 км, т. е. только через 3 минуты свободного распространения. Звук громкого разговора в Ленинграде можно было бы услышать в Москве (по прошествии получаса, требующегося для пробега звуком этой дистанции) при громкости еще заметно большей порога слышимости потеря интенсивности составила бы всего 60 дб. Правда, слов разобрать бы не удалось, так как обертоны, отличающие речь от синусоидального звукового сигнала, затухают гораздо быстрее (поглощение звука растет с частотой). [c.385]

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКА В АТМОСФЕРЕ [c.729]

Распространение звука в атмосфере [c.729]

При распространении звука в атмосфере на значительные расстояния существенную роль играет поглощение звука — часть энергии звуковой волны превращается в тепло. Эти потери энергии пропорциональны полной энергии волны, т. е. на каждой единице длины пути распространения рассеивается одна и та же относительная доля всей энергии волны. Вследствие этого амплитуда звуковой волны по мере распространения убывает по показательному закону, и уравнение (19.20) принимает вид [c.729]

В большинстве случаев звуки распространяются в виде шаровой (вообще расходящейся ) волны, и поэтому уменьшение амплитуд обусловливается как поглощением, так и рассеянием энергии. При распространении длинных звуковых волн, для которых поглощение в атмосфере мало, преобладающую роль играет рассеяние энергии. Для коротких звуковых волн становится заметным поглощение энергии, и в случае наиболее коротких звуковых волн оно играет преобладающую роль. [c.730]

Помимо регулярных изменений температуры воздуха и скорости ветра с высотой в свободной атмосфере часто встречаются нерегулярные неоднородности — резкие изменения температуры или скорости в отдельных местах. Эти неоднородности, влияя на ход звуковых лучей, могут привести к резким нерегулярным изменениям слышимости от точки к точке и во времени. Наконец, при распространении звука в атмосфере существенную роль могут играть отражения звуковых волн от различных препятствий — от гор (эхо), от поверхности земли или воды (при наклонном распространении звуковой волны) и т. д, Все эти обстоятельства очень усложняют картину распро- [c.730]

В процессе распространения звука по внешним газоходам и дымовым трубам, а затем в атмосфере звуковая мощность снижается, и звуковое давление на расстоянии г, м, от устья дымовой трубы на земной поверхности определяется по выражению [c.259]

Эффекты, встречающиеся при распространении звука в атмосфере, равномерность которой нарушена различиями либо по температуре, либо по скорости ветра, часто бывают весьма замечательны. Звук взрыва, например, иногда бывает слышен на очень большом расстоянии, в то время как на промежуточных дистанциях есть области, где звук [c.280]

Распространение звука в воздухе. Распространение звука в атмосфере имеет целый ряд особенностей, из коих зоны тишины и колебания коэффициента поглощения звука в зависимости от влажности воздуха хорошо известны артиллеристам. Во всяком случае такой способ определения годен только на расстоянии не более 10 км от места взрыва. В исключительных случаях это расстояние может достигать 30 км. [c.160]

Явление преломления и отражения звука на границах раздела слоев воздуха различной температуры делает законы распространения звука в атмосфере более сложными. Например, при изучении слышимости звука взрыва давно уже наблюдали отражение звуковых волн от слоя атмосферы на высоте 40 — 50 км, вследствие чего взрыв бывает слышен на очень большом расстоянии и совершенно це слышен на более близких расстояниях, куда не доходила прямая волна взрыва. [c.508]

Как это отражается на распространении звука Это видно из рис. 33. На нем изображен фронт звуковой волны, бегущей при положительном градиенте скорости ветра и отрицательном температурном градиенте. В верхней части волновой фронт распространяется в-более холодном воздухе или против более сильного ветра и поэтому двигается с меньшей скоростью, чем в нижней части. В результате фронт волны изгибается кверху. Аналогично, если в лодке грести одним веслом сильнее, чем другим, то лодка поворачивает в сторону от него. На рис. 33 показан результирующий эффект. Если звуковая волна распространяется от источника против ветра или бежит в любом направлении в атмосфере при отрицательном температурном градиенте, ее путь искривляется кверху и земля оказывает экранирующее действие, сопровождаемое возникновением звуковой тени. Экранирование при этом не полное, так как вследствие дифракции звука волна проникает и в область тени — с этим явлением мы скоро познакомимся. Во всяком случае, за пределами критического расстояния между источником звука и точкой, где волна, проходящая ниже всех остальных, касается поверхности земли, ин- [c.132]

Первое теоретическое вычисление скорости звука было дано Исааком Ньютоном в его Принципах натуральной философии. Он нашел, что скорость распространения колебания давления прямо пропорциональна корню квадратному из упругой силы сопротивления воздуха сжатию и обратно пропорциональна корню квадратному из плотности среды. Выполнив вычисления, он получил величину 979 футов в секунду для скорости звука в воздухе на уровне моря при стандартных условиях и нашел, что это значение почти на 15% меньше, чем экспериментальное значение 1142 фута в секунду, выведенное из наблюдений над выстрелами из орудия. Ньютон объяснил расхождение присутствием в атмосфере взвешенных твердых частиц и паров воды. [c.5]

Заметим, что V2 л — 0 = совпадает с предельным углом для ударных волн небольшой амплитуды. Вычисленные по этой формуле давления удовлетворительно согласуются с экспериментальными измерениями давления при маховском отражении ударных волн небольшой амплитуды. Приведем пример, в котором можно применить полученные результаты. При распространении ударных волн в атмосфере угол между направлением движения волны и поверхностью Земли может изменяться в результате изменения скорости звука (г) и скорости ветра и (г) с высотой г. [c.309]

Аномальное распространение звука в атмосфере [c.323]

Большое место в книге уделено ультразвуковым волнам и их применениям, а также распространению звука в атмосфере (атмосферная акустика), в море (гидроакустика) и земле (сейсмология). [c.2]

Влияние температуры. На распространение звука в атмосфере влияет не только ветер, но и температура. На разных высотах от земной поверхности слои воздуха имеют различную температуру особенно резкие её изменения наблюдаются вблизи земли. Изменения температуры воздуха с высотой могут быть различного характера. Обычно средняя температура воздуха [c.220]

Следует отметить, что в отличие от свободной атмосферы пульсации самой скорости потока, вызванные турбулентностью, не оказывают такого большого влияния на распространение ультразвука, как в атмосфере. Это объясняется тем, что скорость звука в воде значительно больше, чем в воздухе, тогда как скорость потока и соответственно этому скорости пульсации в море значительно меньше, чем в атмосфере. [c.321]

Температурные неоднородности в море приводят к ряду существенных эффектов при распространении ультразвука. Эти эффекты в основном таковы же, как и те, о которых мы говорили в главе шестой при рассмотрении вопроса о влиянии турбулентности на распространение звука в атмосфере в море также имеют место флюктуации скорости звука, неточности фазового пеленга, колебания уровня сигнала и явление рассеяния на температурных неоднородностях. [c.321]

Описанием механорецепции у рыб мы ограничим перечень примеров, касающихся роли механических колебаний в жизни животных в условиях водной среды. Хотя звук и вибрация имеют одну и ту же физическую природу, их распространение в воздухе и в водной среде имеет свои особенности. Звук, генерируемый в атмосфере, при столкновении с водной поверхностью больщей частью отражается звуковая волна, вощед-щая в толщу воды, в зависимости от плотности последней, теряет амплитуду и соответственно интенсивность колебаний. В то же время скорость распространения волны в водной среде примерно в 4 раза выще. При анализе частотной характеристики механических колебаний в водной среде видно, что она относится к нижней части спектра, затрагивая низкочастотную область звука. Во всяком случае для жизни животных, о которых шла речь в этом обзоре, жизненно важное значение имеют механические колебания низкочастотной области спектра, в пределах от одного до нескольких сот герц. [c.40]

Распространение звука в А., зависящее от пространственного распределения темп-ры и скорости ветра, представляет интерес для разработки косвенных методов зондирования верхних слоён А. Так, наблюдения зон СЛЫП1И.ЧОСТН звука при искусств, взрыве позволили обнаружить увеличение темп-ры с высотой в атмосфере. Применение ракетного акустич. метода дало возмож- [c.135]

АТМОСФЕРНАЯ АКУСТИКА — раздел акустики, в к-ром изучаются процессы генерации и распространения звука в реальной ат.мосфере, а также акустич. методы исследования атмосферы. Можно считать, что А. а. возникла в кон. 17 в., когда проводились первые опыты по определению скорости звука в атмосфере, по иодлин-ное развитие она получила в 20 в., после появления электроакустики И электроники. Для атмосферы справедливы все положения теоретич. и эксперим. акустики газовых сред однако атмосфера представляет собой очень сложную, неоднородную, стратифицированную по плотности, скорости движения, темп-ре и составу, сильно турбулизированпую среду, в к-рон возникают специфич, явления. [c.141]

В средах без дисперсии или со слабой дисперсией чффекгы нелинейной рефракции и дифракции ещё сложнее, т. к. волновое поле не остаётся гармоническим и профиль В. пеирерывпо деформируется, вплоть до образования ударных В., солитонов и др. Такие процессы типичны, папр., для нелинейной акустики (сюда относятся, в частности, задачи о распространении взрывных В. сильного звука в атмосфере и океане). Здесь также широко применяется приближение коротких волн, позволяющее, в частности, проследить за не-линейными искажениями В. вдоль лучей (нелинейная гоом. акустика). При описании В. как квазиплоского волнового лучка справедливо приближённое ур-ние, обобщающее ур-ние (27) в отношении учёта дифракции [c.326]

Причиной образования 3. м. является рефракция звука в атмосфере. Т. к. темп-ра в ниж, слоях атмосферы убывает с высотой (вплоть до минус 50—75 "С на высоте 15—20 км), звуковые лучи отклоняются вверх, что приводит к прекращению слышимости на поверхности Земли. Повышение темп-ры до плюс 50—70 "С в слое, лежащем на высоте 40—60 км, приводит к тому, что лучи загибаются кпизу и, огибая сверху 3. м., возвращаются па земную поверхность, образуя зону аномальной слышимости. Вторая и третья зоны аномальной слышимости возникают вследствие одно- и двухкратного отражения звуковых лучей от земной поверхности. Для зон аномальной слышимости характерно запаздывание прихода звука по времени на 10— 30% по сравнению со случаем нормального распространения звука вдоль земной поверхности это запаздывание обусловлено большей длиной искривлённого луча по сравнению с прямым путём вдоль поверхности и меньшей скоростью звука в холодном воздухе. Ветер изменяет форму лучей, уничтожая симметрию в условиях распространения звука, что может привести к значит, искажению кольцеобразной формы 3. м. и даже разомкнуть кольцо, ограничив зону аномальной слышимости нек рым сектором. Изучение 3. м. впервые привело к мысли о наличии слоя с повышенной темп-рой па высоте ок. 40 ки. Исследование аномального распространения звука — один из методов определения темп-р в ср. атмосфере. [c.88]

С другой стороны, когда свойства среды меняются непрерывно так, что изменение свойств среды на длине волны незначительно, распространение происходит аналогично рефракции света в атмосфере эти вопросы рассматриваются обычно в книгах по оптике и астрономии. В атмосфере однородного покоящегося газа различия в скорости звука могут возникнуть только вследствие различий в телшера-туре ( 59). Рефракцией, обусловленной различием температуры по высоте, занимался впервые Осборн Рейнольдс (1876). Предположим, что, как это обычно бывает, температура уменьшается при увеличении высоты над землей. Так как скорость звука пропорциональна корню квадратному из абсолютной температуры, то нижние части фронта волны будут распространяться с большей скоростью, чем верхние, так что фронт, который первоначально был вертикальным, будет по мере движения все больше и больше отклоняться вверх. Следовательно, на достаточном расстоянии звук будет в большей части проходить над головой наблюдателя, а те остаточные эффекты, которые наблюдатель все же услышит, будут обусловлены дифракцией. [c.274]

Однако исследования слабонелинейных возмущений в сжимаемой среде долгое время были, за немногими исключениями, весьма слабо связаны с классической акустикой, которая занималась звуками музыкальных инструментов, эоловыми тонами, акустическими свойствами помещений, распространением звука в воздухе и воде и другими, сугубо линейными проблемами. Резкий подъем интереса к нелинейным акусгаческим явлениям относится к концу 1950-х годов, и тому были веские причины. С одной стороны, появилась потребность в изучении сильных звуков, возникающих в океане, атмосфере, земной коре при взрывах, работе реактивных двигателей и тд. С другой - появились источники мощного звука и ультразвука, используемые для локации природных сред, диагностики материалов, в технологии, хирургии и других областях. При этом во многих случаях, даже при относительно небольших (по акустическому числу Маха) амачитудах поля, нелинейные искажения могут накапливатмя до существенных величин, поскольку расстояния, измеряемые в длинах волн (а именно такая мера чаще всего определяет величину эффекта), оказываются достаточно большими. [c.3]

В связи с задачами передачи звука на далекие расстояния (в атмосфере и в море) получила широкое развитие теория распространения волн в слоистых средах с меняющейся от слоя к слою скоростью звука. Весьма глубоко изучены теоретически вопросы рассеяния и флуктуаций звука при распространении в турбулизованных, не однородных по температуре (и другим параметрам) средах. Широкое развитие получили в теории звука статистические методы анализа как при изучении распространения звука в натурных условиях, так и в закрытых помещениях. [c.6]

Известно, что звуковая волна, распространяясь в воздухе, создает звуковое давление (избыточное по отношению к атмосферному) или разрежение. Для слышимых звуков это давление очень мало, порядка одной тысяч ной атмосферы. При интенсивности ультразвуковой волны порядка 5 вт см в воде звуковое давление составляет несколько атмосфер оно меняет свой знак, т. е. периодически переходит в разрежение, много тысяч раз в секунду. Такие переменные звуковые давления накладываются в жидкости на постоянное гидростатическое давление, равное на открытом воздухе приблизительно атмосферному. При распространении в жидкости звуковой волны, развивающей давление, например в 2 ат, на частички жидкости будут действовать в моменты сжатия сжимающие силы в 3 ат, а в моменты разрежения— растягивающие силы, равные 1 ат. Жидкость легко переносит большие всесторонние сжатия, однако она чрезвычайно чувствительна к растягивающим усилиям. При прохождении ультразвуковой волны, создающей разрежение, в жидкости образуется громадное количество разрывов в виде мельчайших пузырьков, особенно там, где прочность сцепления жидкости ослаблена на границе с воздушным пузырьком, с частицами лосто-ронних примесей и др. Образуются разрывы жидкости — маленькие полости, так называемые кавитационные пузырьки, которые в основном живут до следующей фазы сжатия, после чего захлопываются развиваются большие местные мгновенные давления, достигающие сотен атмосфер. Эти давления неизбежно приводят к механическим разрушениям поверхности твердого тела. [c.138]

Наибольшее распространение получили глушители, изготовленные из различных порошков бронзы. Глушители представляют собой полый усеченный конус или комбинацию усеченных конусов трех конструктивных типоразмеров с шестью фракционными размерами частиц пористого металла в пределах от 0,1 до 0,8 мм. Конусная форма глушителей позволяет выровнить поле скорости потока газа, проходящего по внутренней боковой поверхности глушителя, что способствует снижению гидравлического сопротивления. В пользу конусной формь глушителя свидетельствует следующее соображение. Струя стравливаемого воздуха, выходя в атмосферу, имеет невозмущенную коническую зону, в пределах которой звук еще не генерируется. Для большей акустической эффективности желательно, чтобы глушитель своей формой повторял форму невозмущенной зоны. Благодаря наличию многочисленных малых каналов, в теле пористого глушителя, поток воздуха разбивается на множество мелких струй, что предотвращает рождение крупных вихрей, которые являются причиной интенсивного высокочастотного шума. Мелкие вихри порождают звуки более низких уровней на более низких частотах. При сбросе сжатого воздуха из пневмосистем уровень излучаемого шума зависит от газодинамических параметров протекающего [c.211]

Не только интенсивность звука, но и его скорость испытывает флюктуащ1и при распространении звука в турбулентной атмосфере. Благодаря наличию в атмосфере неоднородностей ветра и температуры скорость звука, зависящая как от скорости ветра (и его направления), так и от температуры воздуха, будет несколько изменяться. Поскольку изменения скорости ветра и температуры имеют нерегулярный характер, такого же рода беспорядочные изменения, или флюктуации, будет испытывать и скорость звука. [c.233]

Звукоулавливатели. Знание законов распространения звука в атмосфере весьма важно для решения целого ряда практических задач. К числу таких задач относятся, например, озвучение больших площадей (открытые театры, площади, стадионы и пр.), сигнализация в тумане, а также звукоулавливание. Совре- менные успехи радиотехники привели к [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...