Частица (в акустике)

Частица (в акустике) 156 Частота вращения 58 [c.334]

При изучении потоков с большими до- и сверхзвуковыми скоростями широкое применение получили оптические и акустические методы. Их основное преимущество заключается в возможности производить локальные измерения без ввода в поток каких-либо датчиков. В принципе и оптические, и акустические приборы работают либо за счет изменения параметров при прохождении волн через заданную область, либо при их рассеивании на инородных частицах в потоках. Применение лазеров и голографии, а также доплеровского эффекта в оптике и акустике открывает большие перспективы в изучении полей скоростей и турбулентных характеристик. [c.497]

Так же, как и в акустике, неоднородности в твердых телах вызывают рассеяние энергии в образовавшейся волне. Если неоднородности располагаются в некотором порядке, например образуют периодическую решетку волокон или частиц, то рассеянная энергия может возвратиться в волну (т. е. имеет место дисперсия) или отразиться обратно к источнику. Когда неоднородность носит случайный характер, упругая энергия начальной волны рассеивается, вызывая затухание импульса. Таким [c.297]

Понятие В. с. переносят и на произвольное распределение волновых полей любой природы, в т. ч. и на отношение их амплитуд в бегущих волнах сложной структуры, Напр., в электродинамике это отношение напряжённостей электрич. и магн. полей, в акустике — отношение давления к скорости частиц среды и т. д. При этом равноправно используют также термин поверхностный (полевой) импеданс. м. А. Миллер. ВОЛНОВОЕ УРАВНЕНИЕ — линейное однородное ур-пие в частных производных гиперболич. типа [c.312]

ПЕРЕНОС ИЗЛУЧЕНИЯ — распространение эл.-магн, излучения, звука, нейтронов и др. частиц в различных средах в свободном пространстве, в регулярно-неоднородных и случайно-неоднородных (турбулентных) средах, в средах с дискретными рассеивателями и т. д. при наличии процессов поглощения, испускания и рассеяния. Традиционно П. и. рассматривают в разл. разделах оптики, в частности при описании фотометрии. измерений, выяснении условий формирования оптич, изображений, нахождении характеристик рассеянного излучения и др. Классич, теория П. в. получена из энергетич. соображений и служит основой фотометрии. Кроме того, теорию П. и. применяют в астрофизике при расчёте светимости звёзд, в теплофизике при анализе теплопередачи через излучение, в геофизике при изучении теплового баланса Земли, а также в акустике, теории плазмы и ядерной физике. [c.565]

Таким образом, возмущение плотности среды в окрестности частицы в рамках линейной акустики представляет аддитивный вклад температурного ореола, описываемого первыми двумя членами в фигурных скобках, и звукового возмущения, определяемого третьим членом. [c.135]

Подобные усредненные эффекты сходны с теми, которые известны в электродинамике и физике плазмы для заряженных частиц, с той, однако, важной разницей, что здесь основной вклад в усредненную силу дают монопольные, а не дипольные колебания пузырьков, и поэтому соответствующие эффекты выражены в акустике особенно сильно [Соболев, 1974]. [c.205]

В акустике и других отраслях науки и техники широко применяется логарифмическая шкала децибел. Одному децибелу соответствует отношение двух значений какой-либо энергетической величины, при котором десять логарифмов этого отношения равны единице. Под энергетической величиной понимается либо энергия, либо мощность, либо пропорциональные им квадраты звукового давления, скорости частиц, сил, скорости смещений, электрических напряжений, токов, зарядов и т. п. [c.18]

Мы только начали свое знакомство с пористыми поглотителями, и прежде всего нам необходимо рассмотреть самый основной фактор, а именно зависимость поглощения звука о г его частоты. Частота звука вообще играет определяющую роль в акустике. Как мы уже видели, большая часть звуков включает компоненты широкого диапазона частот с длинами волн примерно от 20 мм до нескольких метров. Для низкочастотных звуков с длиной волны в несколько метров поглощение в волокнистом слое толщиной 20—30 мы незначительно, но, если толщина слоя сравнима с длиной волны или даже превышает ее, поглотитель становится чрезвычайно эффективным. Увеличение толщины слоя на большой площади обойдется очень дорого однако можно значительно улучшить поглощение, просто отодвинув пористый мат от отражающей поверхности. В этом случае усиление эффективности поглощения не связано, как при утолщении мата, с увеличением размеров области взаимодействия волны с волокнами здесь действие волокон более эффективно потому, что на некотором расстоянии о г отражающей поверхности движение частиц воздуха, совершающих низкочастотные колебания, более интенсивно. Поэтому силы вязкости со стороны волокон оказывают в этом месте большее воздействие. [c.146]

Напомним основные соотношения линейной акустики покоящейся среды. Звуковая волна сжатия и разрежения характеризуется рядом изменяющихся во времени и пространстве параметров. Это — амплитуда избыточного, или звукового давления р р—р , где р — давление в возмущенной среде, а — среднее или равновесное давление. Другой величиной, характеризующей звук, является колебательная скорость частиц жидкости или газа . Отметим, что колебательная скорость в большинстве рассматриваемых в акустике задач значительно меньше скорости распространения возмущений с (скорости звука). Даже для очень сильного звука —шума реактивного самолета — и 10 м/с, в то время как скорость звука в воздухе с- 340 м/с. Поэтому акустическое число Маха Ы =ь с обычно много меньше единицы. Звуковая волна сопровождается также отклонением плотности р =р—р от ее равновесного значения Ро. [c.34]

Следовательно, с точностью до постоянного множителя импеданс равен отнощению акустического давления к вертикальной компоненте смещения частицы в волне. По-видимому, впервые понятие импеданса было введено в акустику движущихся сред (в дискретно-слоистой модели) в работе [513] и независимо в работе [183], где было подчеркнуто значение понятия импеданса для переноса результатов, полученных в спучае неподвиж-ныл сред, на движущиеся. [c.42]

В акустике под М. ч. понимается величина = и/с, где и — амплитуда колебательной скорости частиц в звуковой волне, с — скорость звука. М. ч. можно также записать в виде = р /р, где р — избыточная плотность, обусловленная проходящей волной, р — равновесное значение плотности, откуда следует, что М. ч. характеризует степень возмущения среды, вызванного проходящей в ней звуковой волной. Поскольку предметом изучения акустики являются процессы, в к-рых возмущения среды малы, соответственно малы и значения М. ч. (М С 1) это условие является количественным критерием применимости акустич. представлений. Напр., для звука в воздухе, интенсивность которого соответствует громкому разговору, М. 10 . [c.209]

Используемые в акустике представления о границах областей также представляют собой существенную идеализацию. Говоря о границе, по сути, отвлекаемся от каких-либо ее физических свойств и воспринимаем ее в рамках эвклидовой геометрии. Как следствие этого в задачах излучения и рассеяния звука часто граничные условия формулируются на поверхностях, включающих в себя угловые точки или линии. Обтекание таких участков границы идеальной жидкостью характеризуется наличием в поле скоростей локальных особенностей, т. е. при приближении по жидкости к такой угловой точке скорость частиц жидкости стремится к бесконечности Учет этого очень важен для правильной постановки граничных задач акустики 1.), 125, 171], Существо вопроса, связанного с формулировкой условий на ребре, легко понять из следующих рассуждений. Рассмотрим в укрупненном изображении окрестность вершины клина (рис. 1), имеющего бесконечную протяженность в направлении, перпендикулярном к плоскости рисунка. Положение произвольной точки в окрестности клина определим координатами р и 0 Стороны клина 0 = О и 0 = 0 будем предполагать идеальными — акустически мягкими или жесткими. В области вне клина существует звуковое поле с частотой со. Необходимо определить структуру звукового поля в окрестности вершины. [c.10]

Но в акустике есть и другой пространственный масштаб смещение частиц в волне. Обращаясь к этой величине, мы, оставаясь целиком в области классической физики, попадаем в микромир. [c.41]

Нам удалось упростить точные уравнения гидродинамики, пользуясь тем, что в акустике смещения частиц малы по сравнению с расстояниями, на которых эти смещения заметно меняются. Но такой подход принципиально связан с выбором системы координат, относительно которой невозмущенная среда покоится. В системе координат, движущейся относительно среды, смещения частиц уже не будут малы и в новой системе нельзя будет произвести такие же упрощения. Поскольку принцип относительности Галилея справедлив для точных уравнений гидродинамики, он неприменим к упрощенным уравнениям волновое уравнение, которое мы получили из упрощенных уравнений, не инвариантно по отношению к галилееву преобразованию. [c.49]

На рис. 6 изображено изменение во времени скорости частиц, обычно называемой в акустике колебательной скоростью. Колебательная скорость х в разные моменты времени имеет разные значения и знаки. Таким образом, в звуковом поле каждая частица среды находится в определенной фазе колебаний. [c.11]

Пособие написано в соответствии с программой по курсу общей физики для педагогических институтов. В книгу включены и некоторые внепрограммные вопросы гравитационное поле, столкновение частиц (формула Резерфорда), основы космонавтики (движение тел с переменкой массой). Существенно расширен материал в таких разделах, как колебания и волны, акустика. [c.2]

Акустико-топографический метод. Метод основан на возбуждении в контролируемом изделии мощных упругих колебаний широкого диапазона частот и регистрации увеличения амплитуд колебаний отделенных дефектами участков вследствие их резонансов на собственных частотах Индикатором служит тонкодисперсный порошок обычно ликоподий). К изделию прижимают излучатель упругих колебаний изменяющейся частоты. При совпадении излучаемой частоты с собственной частотой отделенного дефектом участка амплитуда колебаний последнего резко возрастает, и частицы порошка смещаются в зоны с мень- [c.304]

Следующим новшеством этой книги является включение в нее механики непрерывных систем и полей (гл. 11). Вообще говоря, эти вопросы охватывают теорию упругости, гидродинамику и акустику, однако в таком объеме они выходят за рамки настоящей книги и, кроме того, по ним имеется соответствующая литература. В противоположность этому не существует хорошей литературы по применению классических вариационных принципов к непрерывным системам, хотя роль этих принципов в теории полей элементарных частиц все время возрастает. Вообще теорию поля можно развить достаточно глубоко и широко еще до рассмотрения квантования. Например, вполне возможно рассматривать тензор напряжение — энергия, микроскопические уравнения неразрывности, пространство обобщенных импульсов и т. д., целиком оставаясь при этом в рамках классической физики. Однако строгое рассмотрение этих вопросов предъявило бы чрезмерно высокие требования к студентам. Поэтому было решено (по крайней мере в этом издании) ограничиться лишь элементарным изложением методов Лагранжа и Гамильтона в применении к полям. [c.9]

Возможны два способа описания движения частиц сплошной среды. Первый способ, широко распространенный в гидро- и аэродинамике, связан со следующим выбором метода описания движения среды все величины, характеризующие движение сплошной среды, задаются в координатах неподвижного пространства. Такой выбор независимых переменных был применен впервые Эйлером, и поэтому координаты называют эйлеровыми. Возможен и другой метод выбора независимых переменных в качестве независимых переменных выбирают начальные координаты какой-либо частицы жидкости в некоторый фиксированный момент времени в последующее время эта частица перемещается в пространстве, координаты неподвижного пространства являются функциями начальных координат частицы. Этот метод описания движения сплошной среды несколько напоминает метод, используемый в динамике материальной точки, и его связывают с именем Лагранжа, а соответствующие координаты называют лагранжевыми. Лагранжевы координаты широко используются в теории упругости, а также во многих воп])осах нелинейной акустики в газах, жидкостях и твердых телах. [c.15]

Прямая труба постоянного поперечного сечения является составной частью всех звукопроводов, применяемых на практике, и потому рассмотрение законов распространения звука в такой системе очень важно для решения всех вопросов акустики, связанных с экспериментом. Будем предполагать, что боковые стенки трубы абсолютно твердые и совершенно не проводят тепла. Допущение наличия упругости и теплопроводности стенки приводит к значительному усложнению решения задачи. Эти факторы дают добавочное затухание звука вследствие отдачи энергии колебаний стенке и приводят к искажению плоского фронта волны. Внутреннее трение в газе (или жидкости), заполняющем трубу, будем учитывать в упрощен-. ной трактовке, считая, что скорость движения частиц одинакова по всему сечению (т. е. считая волну плоской), и принимая силу трения пропорциональной этой скорости. Фактически при малой вязкости скорость почти постоянна по всему сечению и быстро падает лишь в узком пограничном слое у стенки. Кроме того, будем считать, что диаметр трубы значительно меньше длины волны. При этом условии неоднородность скорости по сечению трубы, даже если она возникла, быстро выравнивается и волна становится плоской (см. гл. 6). [c.77]

В акустическом законе Ома роль напряжения V играет звуковое давление р, роль тока I играет акустическая скорость частиц V и роль омического сопротивления К — акустическое сопротивление рс. Такая аналогия, конечно, формальна, так как физическая природа прохождения тока через проводник совсем иная, чем прохождения звуковых волн через воздух. Но в современной акустике очень часто пользуются такой аналогией для упрощения решения различных задач. [c.69]

Мы получим здесь общее выражение для преобразования частоты, рассмотрим принципиальное различие эффекта Доплера в оптике и акустике, выясним, как проявляется эффект при направленном и хаотическом движении излучающих частиц. В зак.лючение охарактеризуем возможность интерферометри-ческого измерения ма.юй относительно скорости движения излучателя и приемника. [c.383]

Физические основы акустических методов контроля. Акустические волны — это колебательные движение частиц среды, в которой данная волна распространяется. Колебания в свою очередь — это движение вокруг некоторого среднего положения, обладающее повторяемостью. Наибольшее отклонение от среднего положения называют амплитудой колебаний. В акустике рассматривают упругие колебания (упругость — это свойство точек среды возвращаться к первоначальному состоянию). Частота (/) — это количество колебеший в секунду, которая измеряется в герцах (Гц). При ультразвуковом контроле принято измерение частоты в мегагерцах (МГц). 1 МГц — миллион колебаний в секунду. Амплитуду колебаний А обычно измеряют путем срав-НС1ШЯ с некоторой амплитудой колебания Aq, за которую часто принимают в ультразвуковом контроле (УЗК) амплитуду зондирующего (началыгого) импульса. Данное сравнение принято выражать в децибелах (дБ). При этом величину в дБ запишем как отношение А/Aq [c.166]

Физ. механизмы волнообразования могут быть связаны либо с ускоренным, либо с равномерным движением излучающих объектов — тол, зарядов и т. д. К первому случаю относится, напр., излучение В, при колебат. движениях частиц, ударе барабанной палочки, pe iKOM торможении заряж. частицы, взрывном расширении газов и т, п. В электродинамике такое излучение наз, тормозным. При этом спектр частот излучения определяется спектром ф-ции источника. При пе-риодич., напр, синусоидальном поступательно-возвратном, движении возмущающего тела (осциллятора) с произвольной амплитудой оно излучает В. с частотами (О, 2(й,. .., кратными частоте своих колебаний со, т. е. на частоте колебаний тела и её гармониках. Естеств, обобщением этого механизма излучения является образование В. при движении тела или заряда по криволинейной траектории. Движение по кругу эквивалентно суперпозиции двух ортогональных прямолинейных осцилляторных движений, и наоборот, два круговых движения в противоположных направлениях могут быть эквивалентны одному прямолинейному осцилля-торному движению. В акустике подобным образом излучают винты двигателей, в электродинамике — частицы, вращающиеся в магн. поле (магн.-тормозное излучение). При равномерном движении объекта в однородной среде излучение возможно, только если он движется со скоростью, превышающей скорость. распространения В, в этой среде, т. е, при сверхволновом — сверхзвуковом, сверхсветовом и т. д, движении. Возмущение, создаваемое движущимся телом, как бы сдувается средой. Порождаемое при этом излучение сосредоточено в конусе с углом при вершине (в точке нахождения тела), равным а=агс os г ф/У, где Оф — фазовая скорость В., У — скорость тела. В среде без дисперсии этот конус (конус Маха) одинаков для всех частот, [c.322]

В монокристаллах С. з. зависит от направления распространения волны в кристалле (см. КристОлло-акустика). В тех направлениях, в к-рых возможно распространение чисто продольных и чисто поперечных волн, в общем случае имеется одно значение С и два значения С(. Если значения различны, то соответствующие волны иногда наз. быстрой и медленной поперечными волнами. В общем случае для каждого направления распространения Ьолны в кристалле могут существовать три смешанные волны с разными скоростями распространения, к-рые определяются соответстВуй-щими комбинациями модулей упругости, причёмйвкто-рн колебат. смещений частиц в этих трёх волнах взаимно перпендикулярны. В табл. 4 приведены Значения С. 3. для нек-рых монокристаллов в характерных направлениях. [c.547]

Нелинейные эффекты в акустических полях известны давно. Истоки нелинейной акустики связаны с замечательными достижениями механики сжимаемых сред, которые принадлежат классикам XIX в. В известном смысле классическую нелинейную акустику можно рассматривать как слабонелинейный вариант газо- и гидродинамики, относящийся к волнам малой, но конечной амплитуды, когда акустическое число Маха (характеризующее отношение скорости движения частиц в волне к скорости звука) достаточно мало. [c.3]

С электроакустическими аналогиями мы уже встречались в гл. П1 при интерпретации понятия волнового сопротивления среды. Термин .сопротивление в самом общем физическом смысле означает отношение причины некоторого явления к следствию. В электродинамике причиной движения зарядов по проводнику является разность потенциалов (напряжение), следствием — ток. Огношение напряжения U к силе тока I есть сопротивление соответствующего участка цепи = U/I. В акустике причиной колебательного движения частиц среды является переменное давление р, следствием — колебательная скорость и. Отношение между ними в плоской волне называется удельным волновым сопротивлением среды г = рс, а полное волновое сопротивление есть Z = рс5 -= F v, где Fp — сила давления, действующего на площади S. Таким образом, аналогом электрического напряжения в акустике является сила давления, а аналогом тока — колебательная скорость. Такое же отношение в механике в виде отношения силы трения к скорости движения тела в вязкой среде определяет коэ4 ициент трения, или сопротивление движению г = F p/ v. Заметим, что как элекгри-ческое сопротивление, так и волновое акустическое сопротивление в общем случае могут быть комплексными. При этом в любом случае [c.183]

При значительном возрастании интенсивности звуковых волн в их поле заметнее проявляются различные нелинейные эффекты , нарушается принцип суперпозиции и возникает взаимодействие волн, приводящее к появлению комбинационных тонов изменяется форма волны, спектр её обогащается высшими гармониками и соответственно растёт поглощение становятся заметными постоянные силы (см. Давление звукового излучения) и постоянные потоки вещества (см. Акустические течения) при достижении нек-рого порогового значения интенсивности УЗ в жидкости возникает кавитация. Для математич. описания волн большой интенсивности приближения линейной акустики уже недостаточны, в ур-ниях звукового поля необходим учёт членов высшего порядка. Критерием применимости аппарата линейной акустики и возможности пренебрежения нелинейными эффектами является для плоских волн малость акустич. Маха числа М < 1, где М vie, V — колебательная скорость частиц в волне, с — скорость её распространения. [c.10]

Звук передается колебаниями частиц воздуха. Чтобы частицы воздуха могли совершить звуковые колебания, необходимо, чтобы они каким-то образом были приведены в колебательное состояние или, как принято говорить в акустике, были возбуждены . Таким возбудителем или, иначе говоря, источником звука может быть, например, диффузор громкогонорителн, струна скрипки и т. п. Здесь колебания твердых тел (диффузор, струна) вызывают колебания частиц воздуха. [c.4]

Как известно из механики, движение материальных частиц может быть определено с помощью уравнения Гамильтона-Якоби, являющегося, как и уравнение (67,3), уравнением в частных производных первого порядка. Аналогичной г 5 ве.1ичииой является гфи этом действие 5 частицы, а производные от действия определяют импульс р и функцию Гамильтона Н (энергию) частицы согласно формулам р = <35/(3г, Н =-—dS/dt, аналогично формулам (67,2). Известно, далее, что уравнение Гамильтона-Якоби эквивалентно уравнениям Гамильтона, имеющим вид р = —dHfdr, v = r = dH/dp. Вследствие указанной аналогии между механикой материальной частицы и геометрической акустикой мы можем непосредственно написать аналогичные уравнения для лучей [c.366]

ЭКВИВАЛЕНТ (биологический рентгена (БЭР) — поглощенная энергия излучения, биологически эквивалентная одному рентгену механический — количество работы, эквивалентное единице количества теплоты химический — отношение атомного веса элемента к его валентности электрохимический численно равен массе вещества, выделяющегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от природы химической вещества) ЭЛЕКТРОАКУСТИКА— раздел акустики, связанный с расчетом и конструированием электроакустических преобразователей ЭЛЕ-КТРОГИРАЦИЯ — возникновение или изменение оптической активности в кристаллах под действием электрического поля ЭЛЕКТРОДИФФУЗИЯ — диффузия заряженных частиц под действием внешнего электрического поля ЭЛЕКТРОНОГРАФИЯ— метод исследования структуры вещества, основанный на дифракции электронов ЭЛЕКТРООПТИКА — раздел оптики, посвященный изучению условий и закономерностей [c.297]

В отличие от Эйлера, к-рый характеризовал движение жидкости, рассматривая изменение скоростей, давлений и др. параметров в фнксир. точках пространства, занятого жидкостью, т. е. определял поля этих параметров, Лагранж предложил изучать движение жидкости, наблгодая за траекториями индивидуальных частиц и определяя их координаты в зависимости от времени (см. Лагранжа уравнения в гидромеханике). Практич. значение приобрели разработанные в 19 в. теория волновых движений жидкости и теория звуковых волн (см. Акустика). [c.463]

В соответствии с многообразием исследуемых форм движения материи Ф. подразделяется на ряд дисциплин, или разделов, в той или иной мере связанных друг с другом. Деление Ф. на отд. дисциплины не однозначно, его можно проводить, руководствуясь разл. критериями. По изучаемым объектам Ф. делится на Ф. элементарных частиц и физ, полей, Ф. ядра, Ф. атомов и молекул, Ф. твёрдых, жидких и газообразных тел, Ф. плазмы. Др. критерий — изучаемые процессы или формы движения материи, Различают механич. движение, тепловые процессы, эл.-магн. явления, гравитационные, сильные, слабые взаимодействия соответственно в Ф. выделяют механику материальных точек и твёрдых тел, механику сплошных сред (включая акустику), термодинамику, статистич. физику, электродинамику (включая оптику), теорию тяготения, квантовую механику и квантовую теорию поля. При этом мн. процессы изучаются на разных уровнях на макроско-пич. уровне в феноменологических (описательных) теориях и на микроскопич. уровне в статистич. теориях мн. частиц. Указанные способы подразделения Ф. частично перекрываются вследствие глубокой внутр. взаимосвязи между объектами материального мира и процессами, в к-рых они участвуют. По целям исследования выделяют также прикладную Ф. Особо выделяется теория колебаний и волн, что основано на общности закономерностей колебат. процессов разл. физ. природы и методов их исследования. Здесь рассматриваются механич., акустич., электрич. и оп-тич. колебания и волны с единой точки зрения. [c.311]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...