Распространение звуковых волн. Интенсивность звука

Фронт такой волны представляет собой сферическую поверхность, а звуковые лучи согласно определению фронта волны совпадают с радиусами сферы (рис. 1.4). В результате расхождения волн интенсивность звука убывает с удалением от источника. Так как потери энергии в среде малы, как и в случае плоской волны, то при распространении волны на небольшие расстояния с ними можно не считаться. Поэтому средний поток энергии через сферическую поверхность с радиусом Га (рис. 1.4) будет тот же самый, что и через любую другую сферическую поверхность с большим ра- [c.13]

РАДИОМЕТР — прибор для определения давления звукового излучения и, следовательно, плотности звуковой энергии, интенсивности звука и других параметров волны. В звуковом поле возникает постоянное радиационное напряжение, пропорциональное плотности энергии звуковой волны. Поэтому на препятствие действует давление звукового излучения, вызывающее (в зависимости от формы, размеров и ориентации препятствия относительно направления распространения звука) постоянную радиационную силу [c.290]

При увеличении интенсивности звука это приближение становится непригодным, обнаруживаются эффекты, описываемые нелинейными членами гидродинамических уравнений и уравнения состояния, существенным образом изменяющие картину распространения звуковой волны и, в частности, процесс ее поглощения [1, 2, 4—8]. [c.9]

Рассмотрим затухание звука в пелене пузырьков [6]. Предположим сначала, что звуковая волна распространяется через область, содержащую пузырьки одного размера. Пусть в 1 см жидкости содержится п пузырьков, причем величина п не постоянна в направлении распространения звука. На каждом пузырьке гасится энергия аД (I — интенсивность звука в падающей волне, а — поперечное сечение погашения пузырька). Пусть I (0) — интенсивность звука в точке, в которой звуковой пучок вступает в область с пузырьками, а / (г) — интенсивность звука в волне, прошедшей расстояние г по области, содержащей пузырьки, причем г измеряется в направлении распространения звуковой волны. Приращение / (г) на пути г отрицательно и равно [c.398]

Представление о диффузном звуковом поле и связанная с ним возможность использования средних значений а, /ср н Лер позволяет достаточно просто получить выражения, описывающие процессы нарастания звуковой энергии в помещении после включения источника звука и ее постепенного поглощения после выключения источника. Заметим, что универсальной энергетической характеристикой звукового поля является плотность звуковой энергии е= = E/V или е=1зв/с зв, где Е и /зв — соответственно энергия и интенсивность звуковой волны (падающей или стоячей, если речь идет о закрытом помещении) V и Сзв — объем помещения и скорость распространения звуковой волны. [c.119]

Ультразвуковые колебания представляют собой упругие волны, распространяющиеся с определенной скоростью в какой-либо материальной среде — газах, жидкостях, твердых телах. Колеблющийся источник звука периодически сближает примыкающие к нему частицы, которые передают это сжатие среды следующему прилегающему слою и волны сжатия, чередуясь с волнами разрежения, проходят все пространство, занимаемое данной средой. Скорость и направление распространения звуковых волн зависят от плотности и упругости среды, а также ее размеров. Особенностями высокоэнергетических ультразвуковых колебаний является возможность фокусирования энергии на сравнительно небольшую площадь рабочей зоны. Ультразвуковые колебания малой интенсивности, используемые для дефектоскопии и исследования вещества, подчиняются законам линейной акустики. [c.8]

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]

Звуковая волна переносит энергию в направлении своего распространения. Величину, равную отношению потока звуковой энергии сквозь поверхность, перпендикулярную направлению распространения звука, к площади этой поверхности, называют интенсивностью звука [c.227]

Интенсивность звука (сила звука). Средняя по времени энергия, переносимая за единицу времени звуковой волной через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны, называется интенсивностью (силой) звука [c.210]

НЕЛИНЕЙНАЯ АКУСТИКА — область акустики, в к-рой изучают явления в звуковых полях большой интенсивности и взаимодействия звуковых волн с возмущениями другой природы (гидродинамич., тепловыми, эл.-магн. и т. д.). Для описания этих явлений недостаточны приближения линейной теории звука и необходим учёт нелинейных членов ур-ний гидродинамики и ур-ния состояния. Такие явления (т. н. н е л и-нейные эффекты) возникают в результате изменения физ, свойств среды, вызванных распространяющейся волной большой интенсивности и влияющих как на условия распространения данной волны (само-воздействие), так и на др. виды возмущений (взаимодействие). [c.288]

В предыдущем разделе мы рассмотрели кинематические свойства брэгговской дифракции, т. е. сохранение энергии и импульса. Эти законы сохранения приводят к условию брэгговской дифракции, которое дает соотношение между углами падения и дифракции светового пучка. Чтобы ответить на вопрос, а каковы же интенсивность и состояние поляризации дифрагированного пучка, необходимо рассмотреть электромагнитные свойства излучения. Для изучения брэгговской дифракции света на звуковой волне мы используем здесь формализм связанных мод, развитый в гл. 6. Для этого предполагаем, что акустическая волна является плоской и неограниченной, т. е. высшие дифракционные порядки отсутствуют (см. следующий раздел), и что под действием звука связанными оказываются лишь две волны — падающая волна с частотой со и дифрагированная волна с частотой со + Q или со - в зависимости от направления распространения звука относительно падающего оптического пучка. [c.362]

На рис. 1.7.5 показаны графики распределения интенсивности звука вокруг сферы, на которую падает плоская волна. Направления распространения волны и полярный угол 0 изображены справа вверху рисунка. Различные кривые даны для различных значений волнового фактора jn. Как видно, чем выше частота, тем больше проявляется неравномерность звукового поля на поверхности сферы. При очень высоких частотах часть шара, расположенная в области геометрической тени, не охвачена волновым процессом. [c.220]

Таким образом, звуковые поля в закрытом помещении и свободном пространстве существенно отличаются. В частности, в свободном поле интенсивность звука есть средний за период поток мощности в направлении распространения волны и является энергетической характеристикой поля бегущей волны. Для звукового поля в помещении, если поглощение незначительно, понятие интенсивности теряет смысл, поскольку в каждый момент времени существуют потоки мощности различных направлений, поэтому в некоторых случаях они компенсируются, тогда как в этот момент уровень звуковых колебаний воздуха в данной точке пространства может достигать значительной величины. [c.347]

Фронт плоской волны представляет собой плоскость. Согласно определению фронта волны звуковые лучи пересекают его под прямым углом, поэтому в плоской волне они параллельны между собой. Так как поток энергии при этом не расходится, интенсивность звука не должна была бы уменьшаться с удалением от источника звука. Тем не менее она уменьшается из-за молекулярного затухания, вязкости среды, запыленности ее, рассеяния и т. п. потерь. Однако эти потери так малы, что с ними можно не считаться при распространении волны на небольшие расстояния. Поэтому обычно полагают, что интенсивность звука в плоской волне не зависит от расстояния до источника звука. [c.12]

Звуковую волну можно, таким образом, рассматривать как ударную волну очень малой интенсивности. Отсюда следует, что удар-чая волна всегда опережает распространение звука в невозмущенном газе так, ударная волна, образовавшаяся вследствие взрыва (ее называют обычно взрывной волной), обгоняет звук взрыва. [c.183]

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]

Под действием самых ничтожных колебаний тел в воздухе начинают распространяться разнообразные звуки — шорохи, скрип, стук, шум... Они имеют разные частоты и, следовательно, разные длины волн, разные интенсивности и направления распространения, наконец, разную форму колебаний — воздух способен одновременно передавать все эти звуки. Наряду с неупорядоченными звуками, такими, как шум, имеется огромное количество упорядоченных звуков речь, музыка, пение и пр. При колебаниях различной частоты мы слышим звуки разных тонов чем выше частота колебаний, тем выше тон звука чем больше амплитуда колебания давления в звуковой волне, тем больше интенсивность звука. Частота колебаний определяет высоту тона, амплитуда — силу звука. [c.86]

Для увеличения излучения звука камертона пользуются обычно другими способами. Наиболее распространенный способ состоит в том, что камертон устанавливают на деревянный ящик, открытый с одной или обеих сторон. Колебания ножек камертона передаются через его стебель этому ящику и возбуждают колебания находящегося в нем столба воздуха. Такой ящик называется резонатором излучение звука из него происходит так же, как излучение трубами, о чем мы уже рассказывали выше. Если ящик закрыт с одной стороны и его длина составляет четверть длины звуковой волны, излучаемой камертоном, колебания столба воздуха будут наиболее интенсивны (как и в трубе, закрытой с одного конца). При таких условиях возникает явление резонанса частота внешней силы (колебаний камертона) совпадает с собственной частотой колебаний воздуха в резонаторном ящике. Некоторую роль в излучении играет также сама поверхность резонаторного ящика, которая излучает звук. [c.114]

При распространении звуковых волн имеют место обычные для всех типов волн явления интерференции и дифракции. В случае когда размер препятствий и неоднородностей в среде велик по сравнению с длиной волны, расиростраиение 3. подчиняется законам отражения и преломления лучей и может рассматриваться с позиций геометрической акустики. По мере распространения волны происходит постепенное затухание звука, т. е. умопыкение его интенсивности и амплитуды с расстоянием, к-рое обусловливается как законами волнового распространения в среде, так и необратимым переходом звуковой анергии в др. форму (гл. обр. в теплоту). [c.70]

Звуковые волны, распространяющиеся в любых материальных средах-газах, жидкостях и твердых телах, несут с собой энергию. Количество ее при прохождении через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны, за единицу времени определяет интенсивность (силу) звука. Единицей интенсивности звука служит обычно 1 вт1см . [c.137]

Звуковая волна песет с собой энергию. Количество энергии, проходящей через единицу новерхности, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны, за единицу времени определяет интенсивность (силу) звука. Единицей интенсивности звука служит, как правило, 1 вгп1см-. [c.5]

Рассмотрим распространение звуковой волны большой интенсивности в релаксирующей орзде в предельных случаях низких (сот < 1) и высоких (сот 1) частот, предполагая при этом, что обусловленная релаксационными процессами дисперсия звука невелика [c.42]

Интенсивность звука, создаваемого тем или иным источником, зависит не только от свойств источника, но и от свойств помещения, в котором источник находится. Если стены помещения сильно отражают падающие на них звуковые волны, то в по-ме1цепнях могут происходить такие же явления, как и в трубах, но вся картина гораздо более сложна вследствие того, что распространение падающих и отраженных волн может происходить по всем трем направлениям, а не по одному, как это происходило в трубах. При этом должна была бы возникнуть сложная система стоячих волн. Однако, так как обычно стены помещения не представляют собой правильных плоскостей (имеют выступы, карнизы и т. д.), в помещениях находятся различные предмет ,I, также отражающие звук, и, кроме того, могут происходить многократные отражения, то узлы и пучности стоячих волн, образующиеся при отдельных отражениях, оказываются сдвинутыми друг относительно друга. Изменения амплитуд от точки к точке, характерные для стоячих волн, усредняются, и фактически отчетливых стоячих волн в помеще1шях обычно не наблюдается. Отражения [c.742]

Понятие И. д. исно.пьзуется в пластичности теории. ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА (сила звука) — средняя по времени энергия, переносимая звуковой волной через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения волны, н единицу времени. Для псрнодич. звука усродкение производится либо за промежуток времени, больший по сравнению с периодом, либо за целое число периодов. [c.159]

Б акустике пользуются М. ч. Л/д. = v/a, или М = Др/р (гД — амплитуда колебательной скорое-ши частиц в звуковой волне, Др — избыточная плотность, обусловленная проходящей волной) для характеристики степени возмущения среды, вызванного распространением в ней звуковой волны. Поскольку предметом изучения акустики являются процессы, в к-рых возмущения среды малы, соответственно малы и значения М, ч. (М <К1) это условие является количественным критерием применимости акустич. представлений. Напр., для звука в воздухе, интенсивность к-рого соответствует громкому разговору, Л/д 10". [c.75]

Развитие Н. а. стимулировалось применением интенсивных звуковых полей и связанных с ними нелинейных эффектов. Так, необходимость увеличения интенсивности акустич. волн, используемых в УЗ-технологии, потребовала изучения условий фокусировки мощного звука и усреднённых эффектов в звуковых полях совершенствование техн. средств, применяемых для зондирования океана и атмосферы, привело к разработке параметрич. приёмных и излучаю-ищх систем. Увеличение мопщости индустриальных шу.мов, в особенности уровня авиац. шумов, потребовало разработки теории генерации звука турбулентностью и изучения особенностей распространения шума большой интенсивности. [c.288]

Звуковые волны, распространяющиеся в воздухе или другой упругой среде, характеризуются скоростью распространения, интенсивностью, частотой и рядом других физических величин. Для образования единвд акустики, как и механики, достаточно трех основных единиц — длины, массы и времени. Производные единицы акустики приведены в табл. П5, а логарифмические единицы, необходимые для характеристики громкости и высоты звука,— в табл. П9, П10. [c.47]

Как уже отмечалось, в ультразвуковой волне типа (И 1.7) происходит перерюс энергии от источника в направлении распространения волны. В качестве энергетической характеристики излучения вводится понятие плотности потока энергии или интенсивности ультразвука. Под интенсивностью ультразвука понимается количество энергии, переносимое в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения ультразвуковой волны. Поскольку звуковая энергия распространяется со скоростью звука q, то интенсивность определяется умножением плотности энергии w на q, что дает [c.51]

Поверхность конуса возмущений представляет оптическую неоднородность, хотя и слабую по интенсивности, но все же достаточно заметную при исследовании специальными оптическими приборами. Эта оптическая неоднородность (изменение показателя преломления) объясняется изменением плотности воздуха под действием сжатия или раз-Режгния его в звуковой волне. Измеряя углы возмущений, по фотоснимкам обтеканий можно определить соответствующие числа М, зная скорость распространения звука в среде, — и абсолютные скорости потока. [c.163]

В предыдущих параграфах рассматривались лишь очень малые возмущения сжимаемой среды, сопровождаемые ничтожными отклонениями давления, плотности и температуры от их равновесного значения и очень малой по сравнению со скоростью распространения звука возмущенной скоростью. При однородности полей невозмущенных элементов (давления, плотности и т. п.) в неподвижном или квазитвердо поступательно движущемся газе скорость распространения звуковых волп была всюду одинакова и зависела только от физических констант к, Н к абсолютной температуры газа. Как это следует из формул (8) и (9), с возрастанием по абсолютной величине интенсивности возмущений того или другого знака (относительного сжатия или разрежения газа) растут или убывают и скорости абсолютного движения частиц в возмущенно.м газе. Можно предугадать, что распространение возмущений конечной интенсивности вызовет в покоящемся или движущемся поступательно как одно целое газе появление новых скоростей, отличающихся от старых, невозмущенных, на конечную величину. Такое конечное изменение поля скоростей, согласно закону сохранения энергии, приведет к конечному изменению термодинамических элементов потока, а следовательно, и к изменению самой скорости распространения возмущений в газе. Если вспомнить указанную в конце 27 тенденцию увеличения скорости распространения звука (и, вообще, малых возмущений) при прохождении волны [c.164]

Чередующиеся сжатия и растяжения обусловливают изменение давления — при бжатии давление увеличивается (прибавляется к атмосферному), при растяжении уменьшается. Это избыточное давление непосредственно связано с интеноивностью ультразвука и называется звуковым давлением. Под интенсивностью звука подразумевают энергию звука, проходящего в секунду через площадь в 1 см , направленную перпендикулярно к распространению волны. Для обычных, слышимых звуков эта цнтенсивность ничтожна тад, при разговоре одного человека она составляет около 0,001 Вт/м . [c.158]

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]

Большоеместоуделено ультразвуковым волнам и их применениям а также распространению звука в атмосфере (атмосферная акустика) в море (гидроакустика) и земле (сейсмология). Рассматриваются во просы распространения звуковых и ультразвуковых волн больше интенсивности в газах и особенно в жидкостях. Разбираются наибе лее важные вопросы аэротермоакустики (шум струи, порождение зву к турбулентностью). Рассмотрены вопросы распространения упруги волн в твердых телах (в особенности в металлах), а также основньп применения ультразвука при изучении упругих свойств тверды тел. Основное внимание обраш,ается на физический смь1сл того ил1 иного явления. [c.2]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...