Интенсивность звуковых волн

Поток звуковой энергии, который падает за единицу времени на единицу площади, нормальной к направлению распространения волны, характеризует интенсивность звуковой волны. За единицу времени на эту площадь упадет вся энергия, заключенная в столбе с основанием, равным единице, и высотой, равной с. Следовательно, интенсивность звука [c.725]

Плотность энергии и звуковое давление, определяемые по ф-лам (7.3) и (7.3а), выведены при условии очень малого коэффициента поглощения ограничивающих поверхностей помещения. В залах, аудиториях, жилых помещениях и т. п. коэффициент поглощения достаточно велик (0,2—0,4), поэтому интенсивность звуковой волны при каждом отражении от таких поверхностей резко уменьшается. Вследствие этого уже нельзя считать, что в каждой точке помещения будут сходиться звуковые лучи всевозможных направлений и примерно с одинаковой интенсивностью и что плотность энергии в каждой точке помещения будет одинаковой. В таких помещениях плотность энергии распределяется по помещению неравномерно наблюдаются пучности и узлы колебаний. Формулы (7.3) и (7.3а) для таких помещений дают лишь средние значения плотности энергии и звукового давления. [c.166]

Человеческое ухо воспринимает колебания воздуха определенной частоты и интенсивности Интенсивность звуковой волны измеряют величиной энергии, проходящей через 1 м в единицу времени, обычно ее принято измерять либо в Вт/м (в системе СИ), либо в эрг/(см -с) (в системе СГС) [c.508]

Аномальное распространение звука. Интенсивные звуковые волны, распространяющиеся в направлении верхних слоев атмосферы, преломляются в воздухе и отклоняются обратно на землю. Этот эффект был впервые обнаружен во время орудийного салюта на похоронах королевы Виктории, когда было за- [c.322]

Для (D = 10 сек 1 и Z 10 см из формулы (7.71) следует, что интенсивность звуковой волны уменьшается в е раз на расстоянии около 10 км. [c.301]

Рис. 3-33. Схема метода измерения интенсивности звуковых волн при помощи диска Рэлея.

Свет от подсвечивающей лампочки, падаю щий на кассету, будет по-разному отражать ся дисками, и наблюдатель будет видеть раз личную освещенность плоскости кассеты в за висимости от интенсивности звуковых волн падающих на кассету в каждой точке. Схем такого дефектоскопа изображена на рис. 3-34 [c.114]

Оценим полную интенсивность звуковых волн, излучаемых твердым телом с характерным размером R, которое колеблется в газе (нлн жидкости) с частотой oj и амплитудой поступательной скорости и. [c.188]

Оценим интенсивность звуковых волн в жидкости, граничащей с плоской поверхностью большой протяженности, температура которой колеблется с частотой о> и амплитудой Г. [c.199]

Изотропная среда 494, 495 Индуктивность погонная передающей линии 164, 165 Интеграл Фурье 266, 273 Интенсивность звуковых волн 187 [c.523]

Нелинейные параметрические взаимодействия в жидкостях и газах могут быть использованы и для приема слабых сигналов. Принцип действия приемной параметрической антенны приведен на рис. 4.9. Излучатель И частоты со (накачка) создает достаточно узкий пучок интенсивных звуковых волн. Слабый сигнал частоты падает под некоторым углом 0 к оси пучка. В области пересечения с полем накачки происходит нелинейное взаимодействие волн (О и й. При этом возникают комбинационные частоты ю—Q [c.106]

В решении задач по радиационному давлению на малые частицы при интенсивных звуковых волнах, когда форма волны близка к пилообразной, следует, естественно, учитывать нелинейные эффекты. Такие задачи, насколько нам известно, пока еще не рассматривались. [c.135]

Положив в уравнении (6.14) Г1=г , найдем замкнутое уравнение для средней интенсивности звуковой волны р гу. [c.165]

Учитывая, что при Ма< 1 тензор Тц пропорционален квадрату турбулентных пульсаций скорости, а скорость вполне можно считать совпадающей с полной скоростью и, убеждаемся, что амплитуда пульсаций давления в волновой зоне пропорциональна квадрату характерного значения и пульсаций скорости, умноженному на квадрат характерной частоты. Но характерная частота пульсаций пропорциональна 1111, где I — масштаб турбулентности поэтому амплитуда пульсаций давления оказывается пропорциональной и, а полная излучаемая энергия ( интенсивность звуковых волн) — пропорциональной и . Зависимость энергии звука от столь высокой степени скорости означает, что при малой скорости и излучение звука будет очень слабым. [c.303]

Эта глава будет посвящена преимущественно задачам распространения интенсивных звуковых волн в средах без дисперсии, т. е. задачам нелинейной акустики. Некоторые вопросы теории волновых взаимодействий, происходящих при наличии слабой дисперсии, будут рассмотрены в 6 этот случай является промежуточным и поэтому поможет лучше понять связь между двумя полярными областями теории нелинейных волн — акустикой и оптикой. [c.183]

При распространении в среде интенсивных звуковых волн метод акустооптич. дифракции позволяет получить данные о модулях упругости высших порядков. [c.33]

При фокусировке гигантского импульса рубинового лазера мощностью — 100—200 МВт внутри образца вещества, рассеяние на к-ром наблюдается, можно получить интенсивность света —10 МВт/см , что соответствует напряжённости электрич. поля световой волны Е — 10 В/см. Этого достаточно для проявления нелинейных явлений и наблюдения вынужденного М.— Б. р. При фокусировке лазерного излучения сферич. линзой наибольшую интенсивность рассеяния, а следовательно, и наибольшую интенсивность звука можно ожидать под углом рассеяния 0 = 180 , т. к. для этого направления рассеяния область нелинейного взаимодействия будет наибольшей. Применение цилиндрич. линзы позволяет получить интенсивное вынужденное М.— Б. р. под углом 0 = 90°. Интенсивность звуковой волны, возникаю- [c.208]

Отсюда видно, что интенсивность звуковой волны нарастает пропорционально 1/г. Если же кавитационных потерь нет, т. е. в (67а) можно положить К-1 = О, то интенсивность нарастает пропорционально 1/г , как и должно быть в случае сферической волны. [c.262]

Электронная а к у с т и ч. нелинейность. Рассмотренные выше эффекты относились к распространению достаточно слабого УЗ. С повышением интенсивности звуковой волны всё большую роль начинают играть нелинейные эффекты, искажающие её форму, ограничиваю1цие рост её интенсивности при усилении или уменьшающие её затухание. В проводящих средах, помимо обычного решёточного энгармонизма, существует специфич. механизм нелинейности, связанный с захватом электронов проводимости в минимумы потенциа.тьной энергни электрич. ноля, сопровождающего акусгнч. волну (т. н. электронная акустич. нелинейность). В полупроводниках такой механизм нелинейности становится существенным ири иптепсивностях УЗ, значительно меньших тек, при к-рых сказывается ангармонизм решётки, характерный для диэлектриков. Захват электронов электрич. полом волны приводит к разд. эффектам в зависимости от соотношения между длиной звуковой волны и длиной свободного пробега злектрона. [c.58]

Для измерения числа М в сверх.чвуково.м потоке иногда пользуются зависимостью между углом а наклона ударной волны (т. е. мея<ду вектором скорости перед скачком л линией фронта полны), числом М и углом 6 при вершине обтекаемого клина (конуса). В частном случае при 0=0 угол наклона ударной волны бесконечно малой интенсивности (-звуковая волна) связан с числом М завпсимостью M=i/slna. [c.169]

В жидкости распространение интенсивных звуковых волн может вызывать акустич. кавитацию — появление в сплошной среде интенсивно пульсирующих полостей, сопровождающееся излучением мошцых акустич. импульсов сжатия и возникновением микропотоков вблизи пузырьков. С физ. точки зрения кавитацию можно рассматривать как процесс кумуляции энергии, плотность к-рой в окрестности пузырька превышает среднюю плотность энергии акустич. поля в 10 —10 раз. [c.292]

Совсем недавно группа Харвея экспериментально показала [5], что большая часть обычно наблюдаемых примеров кавитации и образования пузырей в действительности обусловлена присутствием газовых зародышей. В наглядном опыте они помещали воду в стеклянную трубку и выдерживали ее под большим гидростатическим давлением, чтобы растворить все находившиеся в ней газы. В результате они получали систему, совершенно лишенную газовых зародышей. Обработанная таким образом вода, — говорится в их статье,— обладает замечательными свойствами. Ее можно нагреть до температуры свыше 200° С без взрывного вскипания. При распространении в ней интенсивных звуковых волн высокой частоты не наблюдается ни кавитации, ни образования пузырей. И, наконец, если снизить давление в системе до давления паров воды, то умеренное постукивание не оказывает никакого эффекта, и только очень резкие удары вызывают образование пузырей . [c.29]

Поглоп] ение интенсивных звуковых волн может быть связано с различного рода процессами, происходящими в среде. В жидкостях, например, может возникнуть кавитация, которая приведет к резкому уменьшению передаваемой через среду энергии, что может быть интерпретировано как увеличение затухания звука. Возможны и другие процессы (эмульгирование, диспергирование, деполимеризация и т. д.), на которые затрачивается энергия звука. Влияние всех этих процессов на поглощение еще недостаточно изучено, и в этом разделе мы не будем их рассма- [c.112]

Есть, однако, ряд сред, где линейная теория с одним временем релаксации не может объяснить всех наблюдаемых фактов. Отметим, что из линейности уравнения ре-ак1щи следует, что возможно одно равновесное состояние среды, характеризуемое параметром о. Если учитывать еще и квадратичный член в уравнении реакции, то положений равновесия может быть два. Можно было бы привести ряд примеров, когда мощные ультразвуковые волны переводят среду из одного состояния равновесия в другое (например, дегазация), однако этот вопрос в настоящее время еще совершенно не изучен. Возможно, чю пасслютрение нелинейных релаксационных процессов позволило бы рассмотреть с феноменологической точки зрения ряд процессов, протекающих в интенсивных звуковых волнах. [c.136]

В этой главе будут рассмотрены экспериментальные методы, а также результаты исследования различных нелинейных эффектов. Понятие волн конечной амплитуды с точки зрения экспериментатора несколько условно, так как возможность наблюдения различных нелинейных эффектов определяется не только интенсивностью звуковых волн, но также чувствительностью и точностью измерительной аппаратуры. Например, рассматриваемые ниже методы исследования искажения ультразвуковых волн в жидкостях с успехом применялись для волн, интенсивность которых с точки арения обычных представлений в достаточной мере мала. В этой главе, предполагая, что читатель знаком с методами акустических измерений в линейной акустике, приведенными в целом ряде руководств, мы остановимся только на методах, являющихся в некоторой мере споцифическимп при исследовании нелинейных эффектов. [c.139]

Уравнение Бюргерса - одно из основных в нелинейной акустике, как и вообще одно из наиболее изученных зволюционных уравнений теории нелинейных волн [Уизем, 1977]. Оно описывает распространение интенсивной звуковой волны с учетом влияния малых, но конечных нелинейности и диссипации. Их относительная роль характеризуется безразмерным параметром [c.10]

Если известна величина Ф(0, г )) и давление ро, которое развивает антенна-излучатель на оси 0 = г1) = О на расстоянии то можно подсчитать полную акустическую мощность излучения. Звуковое давление 0) (рис. 4.4) при помощи характеристики направленности можно записать в виде р = роФ в, ф). Если достаточно велико, то интенсивность звуковых волн в этой точке можно определить как для плоской волны 1 = р /роСо. Тогда мощность акустических волн, проходящая через элемент сферы радиуса О], составит 1с18 и вся искомая мощность будет [c.112]

Поскольку радиационное давление пропорционально интенсивности звуковой волны, оно может быть использовано для ее измерения. Соответствующие приборы носят название радиометров. Первый радиометр, сконструированный Альтбергом, был назван им давильным прибором (рис. 4). [c.19]

Расирострапение интенсивных звуковых волн (наз. также волнами конечной амплитуды) обладает рядом существениых особенностей. Одна пз пих — изменение формы волны конечной амплитуды при ее распростра-ненпн — обусловлена разницей в скоростях перемещения различных точек ее профиля для плоской волны [c.407]

В физике известен метод измерения интенсивности звуковых волн при помощи металлического диска, предложенный физиком Рэлеем и называемый теперь обычно диском Рэлея. Тонкий металлический диск из алюминия, подвешенный на упругой нити, будет поворачиваться, как указано стрелкой нг рис. 3-33, на соответствующий угол в зависимости от интенсивности падающих на неге звуковых волн при достаточной интенсивности звука диск располагается шерпендику-ляряо к направлению распространения звуко вых волн. [c.114]

Другим важным прикладным направлением акустики является активное воздействие ультразвуком на вещество. Такое воздействие широко используется в промышленной технологии для поверхностной обработки деталей, сварки, интенсификации химических процессов и т. д. В жидкостях основную роль при таком воздействии играет кавитация — образование в интенсивной звуковой волне пульсирующих пузырьков. Схлопывание пузырьков сопровождается мощным гидродинамическим возмущением и сильным локальным разогревом вещества, в результате чего разрушается поверхность твердого тела, находящегося в области кавитации. Применение ультразвука для воздействия на живой организм в медицине основывается на эффектах, возникающих в биологических тканях при прохождении через них акустических волн. При умеренной интенсивности звука (до 1 Вт/см ) колебания частиц среды вызывают микромассаж тканей, а поглощение звука — локальный разогрев, что применяется в ультразвуковой терапии. При больших интенсивностях сильное нагревание и кавитация вызывают разрушение тканей. Для хирургических операций используется сфокусированный ультразвуковой пучок, который позволяет производить локальные разрушения в глубинных структурах (например, мозга или почки) без повреждения окружающих тканей. В хирургии применяется ультразвук с частотами 0,5 + 5 МГц, интенсивность которого в фокусе достигает 10 Вт/см . [c.104]

Можно показать (мы этого делать не будем), что решение Ри-иана во втором приближении правильно описывает поведение интенсивной звуковой волны. Учет же членов третьего и более высо-Ешх порядков по числу Маха и/со, вообще говоря, некорректен, юскольку изменение энтропии (не учтенное в адиабатическом у равнении состояния) имеет тот же — третий порядок малости 10 числу Маха. [c.186]

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]

ЗАТУХАНИЕ ЗВУКА — уменьше ние амплитуды и, следовательно, интенсивности звуковой волны по мере её распространения. 3. з. происходит из-за ряда причин. Основными из них являются убывание амплитуды волны с расстоянием от источника, обусловленное формой и волновыми размерами источника (т. н. расхождение волны — см. Звуковое поле), рассеяние звука на неоднородностях среды, в результате чего уменьшается поток энергии в первоначальном направлении распространения, необратимый переход энергии звуковой волны в другие формы, в частности в тепло, т. е. поглощение звука. [c.135]

Коэфф. иоглоп ения волны конечной амплитуды а превышает малоамили-тудный коэфф. поглощения а в Р. ч. раз а 1а == Т. о., акустич. Р. ч. является важнейшим параметром, определяющим характеристики интенсивной звуковой волны. [c.304]

Уровень интенсивности звуковой волны при прохождении через перегородку ослаоляется с 97 до 51 дБ Рассчитать приближение, без использования таблиц лога Я1фиов (зная лишь 2 0,3), во сколько раз уменьшилось звуковое давление. [c.4]

Распространение интенсивных звуковых волн сопровождается целым рядом эффектов, характеризующихся зависимостью от амплитуды волны. Для описания этих эффектов необходимо учитывать нелинейные члены уравнений гидродинамики. Наличие так называемых нелинейных эффектов сущес твенным образом меняет картину распространения интенсивной звуковой волны и, в частности, характер ее поглощения. Рассмотрению этого вопроса о поглощении интенсивных волн и посвящена данная часть. [c.7]

Об их существовании прежде всего свидетельствуют экспериментальные данные о низкой прочности реальных жидкостей, противоречащие теоретическим ее значениям (около 2000 атм) [46]. Эти гипотетические пузырьки, по-видимому, обладают особыми свойствами, обеспечивающими возмоншость их длительного существования в жидкости даже при больших внешних статических давлениях. Не останавливаясь на известных гипотезах о природе стабилизирующих сил [60], заметим, что, не прибегнув к предположению о существовании пузырьков, нельзя объяснить целый ряд эффектов, сопровождающих распространение интенсивных звуковых волн, в частности дегазацию жидкостей. [c.320]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...