Колебания звуковые в газах

Эта формула была получена в 1687 г. Ньютоном. Вскоре, однако, опытами было установлено, что эта теоретическая формула Ньютона дает при нормальных атмосферных условиях примерно Процентов на двадцать заниженные значения скорости звука. Объяснить это расхождение удалось в 1810 г. Лапласу. Он предположил, что звуковые колебания распространяются в газе не по изотермическому, а по адиабатическому закону. Дело в том, что изо-термическими могут быть только очень медленные колебания, при которых успевает происходить выравнивание температур в областях сжатия и разрежения до температуры в невозмущенном газе. Поэтому формула Ньютона может применяться только к таким зву-ковым волнам, частота которых близка к нулю. При быстрых колебаниях (с большими значениями частоты) заметный теплообмен не успевает произойти и адиабатический закон дает лучшее соответствие с опытом. Прямые измерения блестяще подтвердили предположения Лапласа. [c.82]

В релятивистской плазме наряду с теми колебаниями, которые были нами рассмотрены (так называемые ленгмюровские колебания), возможны также колебания с законом дисперсии, похожим на закон дисперсии звуковых волн в нейтральном газе . На существование таких колебаний указывал А. А. Власов. В нерелятивистской плазме ввиду сильного затухания Ландау этот тип колебаний существовать не может. Однако такие колебания возможны в ультрарелятивистской плазме, одномерной к тепловому разбросу скоростей, которое реализуется в сильном внешнем магнитном поле. В трехмерной плазме колебания такого типа невозможны. Таким образом, вибрационные свойства релятивистской плазмы существенно зависят от анизотропии функции распределения в пространстве скоростей. [c.134]

ЗВУКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ В ГАЗАХ 385 [c.385]

Звуковые колебания в газах. Для того чтобы проиллюстрировать изложенные методы, рассмотрим задачу о продольных колебаниях газа. Эти колебания образуют так называемое звуковое поле, и уравнение, которое мы получим, будет волновым уравнением распространения звуковой волны. Перемещение частиц газа будем характеризовать вектором ц с составляющими Ti,(i = 1, 2, 3). Следовательно, каждая точка х, у, г будет характеризоваться тремя относящимися к ней обобщенными координатами. Колебания газа мы будем считать малыми и поэтому давление Р и плотность (х будем считать мало отличающимися от их равновесных значений Pq и цо. [c.385]

ЗВУКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ В ГАЗАХ 387 [c.387]

Этим заканчивается решение задачи о составлении уравнений Лагранжа для звуковых колебаний в газе. [c.389]

Величину а, получающуюся в результате вычисления по уравнению Лапласа, иногда называют термодинамической скоростью звука, или скоростью звука нулевой частоты. Дело в том, что при распространении в газе или в жидкости звуковых колебаний достаточно высоких частот перестает быть справедливым предположение [c.276]

Этот раздел посвящен методам получения мощных звуковых и ультразвуковых колебаний п волн в газах, жидкостях и твердых телах. Здесь не будут рассматриваться методы получения средних и малых интенсивностей, так как ио этим вопросам есть много различных руководств. Нам хотелось бы обратить внимание читателей на ряд особенностей получения интенсивных колебаний и воли, а также отметить возможные причины, ограничивающие, во всяком случае в настоящее время, дальнейшее повышение интенсивности звука. [c.351]

Звуковое давление. Возникновение звуковых колебаний в газе или жидкости сопровождается колебаниями давления среды. Таким образом, давление в данной точке в каждый данный момент можно представить как сумму давления в невозмущенной среде, т. е. в отсутствие колебаний, и переменного дополнительного давления, которое носит название звукового или акустического давления. Звуковое давление в течение периода колебаний изменяет свою величину и знак между положительными и отрицательными амплитудными значениями. [c.171]

Ясно, что на образование волн расходуется энергия кинетическая энергия тела отчасти превращается в энергию звуковых волн, и, следовательно, на тело действует суша сопротивления движению , которая называется силой волнового сопротивления. Колебания в звуковых волнах со временем ослабляются, так как волны с течением времени занимают все большую область пространства и затухают вследствие внутреннего трения в газе в конце концов хвост конуса рассеивается в пространстве. [c.411]

Этот метод основан на индикации акустических колебаний, возбуждаемых в контролируемом объекте, грунте или окружающей газовой среде (воздухе) при вытекании пробного газа или жидкости через сквозные дефекты. Молекулы пробного вещества взаимодействуют со стенками сквозных дефектов объекта и генерируют в нем колебания звукового и ультразвукового диапазонов. Эти колебания фиксируются с помощью устанавливаемого на поверхности объекта ультразвукового или виброакустического датчика течеискателя, преобразовывающего ультразвуковые колебания в электрические сигналы, передаваемые далее на показывающие и записывающие устройства течеискателя. [c.86]

Закалка с применением ультразвуковых колебаний обеспечивает большую эффективность по сравнению с обычной закалкой. Звуковые колебания представляют собой упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердых телах. При распространении звуковых волн в жидкой среде происходит чередование сжатия во впадинах и разрежения в вершинах волн, при этом частота этого чередования соответствует частоте колебания звуковой волны. При пропускании через жидкость ультразвука частотой f = 18ч-20 кгц и выше наблюдается ультразвуковая кавитация. Она состоит в том, что в вершинах волн вследствие разрежения образуются мельчайшие пузырьки в тех местах, где прочность жидкости меньше из-за растворенного газа или каких-либо примесей. Образующиеся пузырьки захлопываются, создавая при этом местные мгновенные давления в несколько сотен атмосфер. Такие давления вызывают механические разрушения поверхности твердого тела, находящегося вблизи мест захлопывания пузырьков. Это явление используется для удаления окалины с нагретого образца, помещенного в охладитель. [c.172]

Такая же формула получилась бы и в том случае, если бы газ не был ограничен стенками трубы, а вместо поршня был другой источник повышения или понижения давления, или вообще источник возмущения (изменения давления), как, например, звучащий камертон. В этом последнем случае формула (16) давала бы величину скорости распространения звуковых колебаний в газе, которые, как известно из физики, представляют собою продольные упругие колебания. [c.88]

Скорость распространения в газе-звуковых колебаний 88, 93 [c.622]

Исследуемый интервал температур — 100— + 300° С, давлений 0,1 —150 атм- Принцип действия интерферометра заключается в измерении длины звуковой полуволны и частоты звуковых колебаний [4]. Определение длины полуволны сводится к измерению расстояния между двумя ближайшими состояниями стоячей волны, возникающей в газе при изменении расстояния между отражателем и излучателем. Возникновение стоячей волны регистрируется по реакции генератора колебаний (пику анодного тока). [c.54]

С такой же скоростью, как и звуковые волны, распространяются в газе и любые колебания давления независимо от их частоты, и даже однократные, непериодические изменения давления. Примером такого однократного процесса является распространение слабой волны уплотнения I—1, возникшей при резком перемещении поршня в цилиндре (рис. 8.9). [c.150]

Звуковые волны — это упругие волны в газах, жидкостях И твёрдых тел х, вызываемые различными колеблющимися телами. Чтобы освежить в памяти читателя необходимые сведения по колебаниям и волнам, в первой главе этой книги кратко излагаются основные законы колебательных и волновых движений и на примере волн на воде поясняется характер волнового движения. [c.10]

При низких частотах звуковых волн процесс сжатий и разрежений элемента объема газа происходит настолько медленно, что установление равновесия между возбужденными и невозбужденными молекулами успевает следовать за колебаниями давления в звуковой волне время релаксации т гораздо меньше периода звуковой волны Т(т< Т). В этом случае скорость звука определяется известной нам формулой [c.202]

Распространение 3. В газообразных и жидких средах звук распространяется в форме продольных колебаний частиц среды. Звуковые процессы в газе и жидкости при отсутствии затухания вследствие трения и теплоотдачи и при малых амплитудах описываются в трехмерном пространстве диференциальным уравнением в частных произ вод- [c.237]

Наблюдаемое расхождение получило объяснение в теоретической работе Герцфельда 1851]. При периодических колебаниях температуры в газе, в котором распространяется звуковая волна, на границе газ—металл вследствие большей теплопроводности металла появляется температурная волна несмотря на быстрое затухание температурных волн, возникаюш.ие необратимые потери тепла уменьшают амплитуду отраженной звуковой волны. При увеличении частоты эффект возрастает согласно формуле [c.331]

В. у. является одной из наиб, употребит, матем, моделей в физике. Оно описывает почти все разновидности малых колебаний в распределённых механич. системах (продольные звуковые колебания в газе, жидкости, твёрдом теле поперечные колебания в струнах и т. п.). Ему удовлетворяют компоненты эл,-магн. векторов л потенциалов, и, следовательно, мн. эл.-магн. явления (от квазистатики до оптики) в той или иной мере объясняются свойствами его решений. [c.312]

Возбуждение волн. Источниками В. могут служить любые движения, нарушающие равновесное состояние среды (системы) камень, брошенный в воду, движущееся по воде судно, полёт снаряда, вибрации мембраны, струны, голосовых связок человека, колебания за-рядоп и токов в антеннах радиостанций и т. д. Во всех этих случаях источники поставляют энергию, уносимую бегущими В. Если источники синусоидальны [напр., ф-ция / и волновом ур-нии (5) — синусоида], то в линейных системах они возбуждают гармонич, волны. Источники В. классифицируются либо по типам создаваемых ими полей, либо по механизмам возбуждения. Так, пульсирующий шар создаёт в сжимаемой среде (газе, жидкости) симметричную сферич. звуковую В. типа (21а). Такой источник наз. монополем (рис. 13, а). Малые колебания тела как целого, напр, вдоль оси 2 около нек-рого положения равновесия (г—0), дают несимметричную сферич. В, вида [c.322]

Ионно-звуковая турбуленгаость плазмы. В плазме возможны также турбулентные движения, очень похожие на обычную турбулентность в газе, Для этого в ней должны быть возбуждены до нелинейного уровня акустич. ветви колебаний, напр, ионный звук, возбуждаемый током электронов, имеющих скорость выше нек-рого критич. значения. Ионно-звуковая Т. п. представляет собой хаос из нелинейно взаимодействующих ионно-звуковых волн. Многие существенные нелинейные свойства таких волн описываются Кадомцева—Петвиашвили ураннение.н. [c.184]

Наиболее интенсивные искусственные звуковые и ультразвуковые колебания в газах получены с помощью сирен. В 1941—1942 гг. для предупреждения о воздушных налетах в США была разработана звуковая сирена [1], потребляющая энергию около 70 л, с. и отдающая энергию в виде звуковой волны около 50 л. с. (37,3 кет). Максимальный измеренный уровень звука этой сирены был определен на выходе из рупора и составлял 164 дб (по отношению к интенсивности 10-16 вт см ) (2,5 erj M ) на частоте 500 гц. Пересчет уровня к горлу рупора показывает, что уровень звука составлял 184 56 (-263 вт см ). [c.352]

При экспериментальном изучении явления Рийке установлено, что звучание трубы имеет место лишь в определенном диапазоне изменения средней скорости потока газа через трубу, причем максимум колебаний звукового давления наблюдается при некоюрой скорости, лежащей [c.503]

Когда тело совершает медленные движения вперед и назад в каком-либо газе, то газ ведет себя почти в точности как несжимаемый и здесь имеется просто местное возвратно-поступательное движение газа из области впереди тела в область позади тела, п обратно в противоположной фазе движения, когда передняя область становится задней. По мере увеличения частоты колебаний тела, или, друпши словами, при уменьшении периода колебаний, сжатия и разрежения газа, которые вначале были совершенно нечувствительными, становятся заметными и наряду с перетеканием среды вперед и назад возникают звуковые волны (или волны такой же природы, если период находится вне пределов слышимости). По мере уменьшения периода колебания все большая доля воздействия колеблющегося тела на газ идет на создание звуковых волн и все меньше и меньше—на создание потока, связанного только с местным возвратно-поступательным перетеканием. При заданном периоде и при определенном типе колебаний, определенных размерах и форме колеблющегося тела поведение газа тем ближе к поведению несжимаемой жидкости, чем больше скорость распро-страненпя звука в нем на этом основании интенсивность звуковых колебани , возбун даемых в воздухе, ио сравнению с колебаниями, возбуждаемыми в водороде, может быть значительно больше, чем это следовало бы из учета только разности плотностей этих двух газов . [c.301]

Среднее из большого числа измерений дает очень близкое к теоретическому значение = 331,5 м сек. Если предположить, что звуковые колебания происходят согласно изотермическому закону (Яг = onst), то при выводе соотношения (2,10) следовало бы положить = 1 и тогда скорость звука в воздухе составила бы 1,79-10 см сек. Эта, несогласная с опытом, величина была теоретически найдена Ньютоном. Введенная Лапласом поправка на адиабатность звуковых колебаний разрешила противоречие теории с опытом. Таким образом, опыт весьма убедительно подтверждает предположение об адиабатности процесса звуковых колебаний. Для других газов теоретически вычисленное значение скорости также прекрасно согласуется с опытом. р [c.24]

Это квантовое кинетическое уравнение с самосогласованным полем позволяет, в частности, получить спектр собственных колебаний квантового газа заряженных частиц, а также спектр самосогласованных звуковых колебаний в газе частиц со слабым взаимодействием конечного радиуса (см. задачи VIII.3 и 111.4). [c.215]

Упругий предвестник. Использование принятой здесь гомоба-рической схемы с однородным давлением таза в пузырьке оправдано, когда период колебания 2п/ш много больше временп пробега звуковых волн в газе внутри пузырька а/С)). Использование уравнения Рэлея— Ламба, в котором радиальная инерция жидкости создается всей присоединенной массой, характерной для несжимаемой ншдкости, оправдано, когда период колебании 2я/и много больше времени пробега звуковых волн в жидкости на расстояния порядка радиуса ячейки 7 , прттходящейся на один пузырек [c.22]

Возмущение называется слабым, если вызванные этим возмущением изменения параметров газа значительно меньше, чем абсолютные значения самих параметров Ар1р< Л7 /7 <1 Де/е<1 и т. д. Типичным слабым возмущением являются звуковые волны, которые возникают в газе при наличии в нем предметов, колеблющихся с частотой от 20 до 20 000 колебаний в секунду. Как известно из физики, звуковые волны представляют собой чередование областей повышенного и пониженного давления, которые распространяются в газе с большой скоростью. Амплитуда колебаний давления в звуковой волне не превышает 1/1000 от полного давления( при нормальном атмосферном давлении) даже при самых громких звуках, которые может воспринимать ухо человека без болевых ощущений. [c.150]

По сравнению с обычными источниками лазеры с их высокой спектральной интенсивностью существенно повысили предельную чувствительность оптико-акустического метода. Он позволяет при мощности излучения в 1 Вт регистрировать очень малый коэффициент поглощения в газе при атмосферном давлении, когда вся поглощенная энергия переходит в тепло, на уровне 10 см". Это для многих молекул соответствует их относительному уровню концентрации в газовой смеси 10 — 10 %. Оптико-акустический эффект можно использовать и для анализа жидких и твердых образцов при возбуждении в них звуковых колебаний. Однако гораздо чувствительнее этот метод оказывается при регистрации звука не непосредственно в исследуемых образцах, а в находящемся вокруг них газе, формирование звука в котором происходит за счет процесса теплопередачи от поверхности образца. Наиболее перспективен такой метод для определения коэффициента пропускания прозрачных диэлектриков (приблизительно до 10 см ), помещаемых внутрь замкнутой камеры, заполненной каким-либо непоглощающим излучение газом (рис. 11.63, б). Кроме того, он эффективен в спектроскопии сильнопоглощающих сред (рис. VII.63, е), когда газ нагревается за счет поглощенной в образце мощности при отражении. По последней схеме можио [c.442]

Возникает естественный вопрос где же находится верхняя граница ультразвуков, т. е. какова частота самых высоких ультразвуков Ответ на этот вопрос можно дать, если исходить из следующих соображений. При распространении звуковых волн часть их энергии поглощается средой, в которой они распространяются. Величина этой поглощенно] доли зависит от свойств среды. Как правило, больше всего энергии поглощается в газах, меньше в жидкостях и еще меньше в твердых телах, в частности в металлах, кристаллах кварца и т. д. При этом поглощение всегда возрастает с увеличением частоты колебаний, т. е. высоты звука. Хорошим примером, подтверждающим это положение, является звучание удаляющегося оркестра с увеличением расстояния сначала пропадают высокие звуки флейт и кларнетов, затем средние — корнетов и альтов, и, наконец, на значительных расстояниях слыншн только большой барабан. Самые низкие звуки распространяются на самые далекие расстояния. [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...