Энергия звуковых волн и поток звуковой энергии

Энергия звуковых волн и поток звуковой энергии [c.30]

ЭНЕРГИЯ ЗВУКОВЫХ волн и поток ЭНЕРГИИ 31 [c.31]

Звуковые волны в закрытых помещениях, многократно отражаясь от границ, образуют сложное поле колебательного движения воздуха. Законы распределения колебательной скорости частиц воздуха, добавочного давления и потока акустической энергии в закрытых помещениях определяются не только свойствами источника звука, но также геометрическими размерами, формой помещения и способностью стен, потолка и пола поглощать акустическую энергию. [c.346]

Таким образом, мы проверили, что линеаризованные уравнения, которыми мы пользуемся, обеспечивают сохранение энергии, если поток волновой энергии определяется вектором I = pgU (как в звуковых волнах), а плотность волновой энергии W дается выражением (37), в котором потенциальные энергии, связанные со звуковыми и внутренними волнами, просто суммируются. [c.359]

Второй член в (7 19) снова соответствует объемно-поверхностной волне, однако его вид цри переходе через границу звукового фронта изменяется скачком. Б частности, увеличивается амплитуда ( б<1, а не 6 , как при г <51), Отметим, что на поверхности кристалла смещение и и скорость ди д1, а следовательно, и поток упругой энергии объемно-поверхностной волны обращаются в нуль при г> st, и волна сосредоточена под поверхностью кристалла. При r>si и у х смещение в объемно-поверхност-ной волне вообще не зависит от времени и пропорционально х/г у. [c.224]

Далее, рассмотрим некоторый объем жидкости, в которой распространяется звук, и определим поток энергии через замкнутую поверхность, ограничивающую этот объем. Плотность потока энергии в жидкости равна согласно (6,3) pv w + v /2 . В рассматриваемом случае можно пренебречь членом с как малым третьего порядка. Поэтому плотность потока энергии в звуковой волне есть pvo). Подставив сюда ш = шо + ш, имеем [c.358]

Сначала рассмотрим механизм распространения теплоты атомными колебаниями в диэлектриках, в которых свободных электронов практически нет. Так как атомы в твердом теле связаны между собой, то при нагревании какого-либо участка тела амплитуда колебаний атомов этого участка увеличивается и атомы при своем движении толкают соседние атомы, которые, в свою очередь, передают это движение своим соседям и т. д. Кинетическая энергия колебаний атомов переносится, таким образом, от нагретого участка к более холодному. Макроскопически поток кинетической энергии атомов выглядит как тепловой поток. Этот процесс одинаков с процессом распространения упругих звуковых волн в твердом теле. [c.187]

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]

Интенсивность звука можно выразить через среднюю по времени плотность потока энергии, переносимой звуковыми волнами. Используя формулы (54.8) и (54.5), получим [c.227]

При поглощении поток звуковой энергии переходит в тепловой поток, а при рассеянии остается звуковым, но уходит из направленно распространяющегося пучка. Поглощение звука обусловливается внутренним трением и теплопроводностью среды. Для одной и той же среды поглощение поперечных волн меньше, чем продольных, так как они не связаны с адиабатическими изменениями объема, при которых появляются потери на теплопроводность. Коэффициент поглощения в твердых телах пропорционален или / (стекло, металлы), или Р (резина). Поглощение является доминирующим фактором, обусловливающим затухание ультразвука в монокристаллах. [c.21]

Поток звуковой энергии (звуковая мощность). Волны, распространяющиеся в среде, переносят с собой энергию. Энергия, переносимая в единицу времени через данную площадку, перпендикулярную направлению распространения, определяет величину, называемую потоком звуковой энергии (или звуковой мощностью). Очевидно, размерность и единицы потока звуковой энергии совпадают с размерностью и единицами мощности (см. (4.35а)). [c.209]

Если величина и(г, г) описывает физ. поле (напр., возмущение давления в звуковой волне, скалярный потенциал в эл.-магн. волне и др.), то плотность потока энергии поля, уносимой от источника или приносимой к нему, пропорц. (г, г) , и, следовательно, общий поток энергии через сферу любого радиуса г, пропорц. 4лг м , сохраняется неизменным. Это является следствием закона сохранения энергии. [c.37]

При наложении звуковых волн пользуются понятиями интенсивности звука и плотности потока звуковой энергии, которую излучает источник звука. [c.333]

Многие характерные особенности дифракции света на звуковой волне можно получить из рассмотрения корпускулярно-волновой природы света и звука. Согласно этому представлению, световой пучок с волновым вектором к и частотой со можно рассматривать как поток частиц (фотонов) с импульсом йк и энергией йсо. Аналогичным образом звуковую волну можно считать состоящей из частиц (фононов) с импульсом ЙК и энергией hQ. Дифракцию света на звуке, иллюстрируемую рис. 9.2, можно рассматривать как сумму отдельных столкновений, каждое из которых заключается в аннигиляции одного падающего фотона частотой со и одного фонона при одновременном рождении нового (дифрагированного) фотона частотой со = со П, который распространяется в направлении рассеянного пучка. Закон сохранения импульса требует, чтобы импульс й(к + К) сталкивающихся частиц был равен импульсу йк рассеян- [c.357]

Плотность звуковой энергии и плотность потока звуковой энергии простой волны во втором приближении [c.66]

Пользуясь независимостью радиационной силы от выбора поверхности, окружающей рассеивающее препятствие [см. (5.1)], для плоской ограниченной звуковой волны радиационные силы при некоторых ограничениях можно выразить через поперечники рассеяния и поглощения препятствием, а также через асимптотические соотношения для рассеянной энергии [7]. Рассмотрим звуковой пучок плоской волны (рис. 35) площадь его поперечного сеч ния А, средняя по времени плотность потока энергии [c.187]

В изотропной среде поток звуковой энергии перпендикулярен поверхности волны, т. е. совпадает с направлением нормали к поверхности. В данном случае линии потока звуковой энергии изогнуты. Поток энергии обходит области, в которых звуковое давление равно нулю, и концентрируется там, где давление максимальное. [c.273]

При изменении соотношения между длиной волны и размерами помещения, структурой и формой отражающих поверхностей характер звукового поля помещения изменяется. Если помещение не содержит фокусирующих сводов и геометрически симметричных сечений, а размеры помещения значительно больше, чем средняя длина волны, и если стены не сильно поглощают звуковую энергию, то через произвольный элемент объема помещения при непрерывном действии источника звука в каждый момент времени будет проходить большое число отдельных волн. В результате этого звуковое поле будет иметь следующие свойства во-первых, все направления потоков энергии этих волн равновероятны во-вторых, плотность акустической энергии такого поля по всему объему помещения постоянна. Назовем первое свойство изотропией, —однородностью. Звуковое поле, изот- [c.347]

Очевидно, что движение энергии в направлении оси х будет происходить со скоростью звука с и за 1 сек. поток звуковой энергии от непрерывно излучающего источника займет объем цилиндра с основанием 5 см и с высотой с. Поток звуковой энергии через 1 см фронта волны У, т. е. плотность потока энергии, найдем, умножая плотность, энергии Шх на скорость звука с, которая численно равна объему цилиндра, занятого излученной через 1 см звуковой энергией [c.32]

Результирующий поток звуковой энергии (сила звука) будет равен разности сил звуков прямой и обратной волн [c.36]

Наиболее типичны для электроакустики собственно преобразователи, называемые обычно обратимыми преобразователями. Они могут работать как в качестве приемника, так и в качестве излучателя звуковой энергии. Примером обратимого преобразователя может служить известный электромагнитный телефон А. Белла. При подаче тока звуковой частоты в обмотку электромагнита такого телефона приводится в колебание стальная мембрана, в результате чего излучается звук той же частоты, что и ток, поданный в телефон. При помещении электромагнитного телефона в поле звуковой волны звуковое давление приводит в колебание его стальную мембрану, в результате чего меняется поток в сердечниках электромагнита и в его обмотке появляется электродвижущая сила той же частоты, что и звук. Если концы обмотки замкнуты на внешнее сопротивление, то часть энергии звуковых волн будет переходить в электрическую и расходоваться на этом сопротивлении. [c.49]

В стоячих волнах поток энергии равен нулю, поэтому их характеризуют или плотностью энергии, или квадратом звукового давления. При неодинаковых амплитудах прямой и обратной волн стоячая волна образуется из обратной волны и части прямой, по амплитуде равной амплитуде обратной волны. Остальная часть прямой волны образует бегущую волну (рис. 1.8, в). Амплитуда ее по звуковому давлению [c.14]

При этом свободным полем называют такое поле, в котором преобладает прямая звуковая волна, а влияние отраженных звуковых волн пренебрежимо мало. Диффузное поле — это однородное и изотропное поле, т. е. такое поле, в каждой точке которого одинакова плотность звуковой энергии (однородное поле) и в котором по всем направлениям распространяются одинаковые потоки звуковой энергии (изотропное поле). [c.63]

Диффузное поле — это поле, в котором энергия отраженных звуковых волн преобладает над энергией прямого звука. Отраженные звуковые волны движутся в помещении в различных направлениях. Если отзвук затухает не слишком быстро, то в любой точке помещен ния число налагающихся друг на друга волн с различными направлениями волнового вектора может быть достаточно большим для того, чтобы средние значения потока звуковой энергии по различным направлениям мало отличались друг от друга. Это свойство поля — равенство средних потоков энергии по различным направлениям — называется изотропией. Изотропия поля способствует равномерному распределению звуковой энергии по объему помещения, т. е. равенству средних значений плотности энергии в различных точках помещения. Это свойство носит название однородности поля. Таким образом, диффузное поле — это однородное и изотропное поле волн, движущихся в результате многократных отражений по всем направлениям. [c.160]

Если радиометром перехватить всю излучаемую энергию, можно измерить суммарну1б энергию звуковой волны и потока, а если перед ним поместить звукопроницаемую пленку для изоляции от постоянного потока жидкости, то его показания будут соответствовать энергии звуковой волны. [c.203]

Второй период охватывает время от конца 17-го до 20-х годов нашего века. И. Ньютон создает основу механики. Р. Гук (Англия) на опыте устанавливает пропорциональность мевду напряжениями и деф01ялациями в твердых телах - основной закон теории упругости. Х.Гюйгенс (Голландия) формулирует важный принцип - так называемый принцип Гюйгенса в волновом движении. С этого времени начи-назтся расцвет классической физики. Механика, гидродинамика и теория упругости, математическая физика, теория колебаний и волн, акустика и оптика развиваются в тесной взаимосвязи. В этот период акустика развивается как раздел механики. Создается общая теория механических колебаний, теория излучения и распространения упругих (звуковых) волн в различных средах, разрабатываются методы измерения характеристик звука (скорости звука, звукового давления в среде, импульса, энергии и потока знергии звуковых волн). Диапазон частот звуковых волн рася иряется и охватывает как область инфразвука, так и ультразвука (свыше 20 кГц).Выяо- [c.5]

Подставляя в (9.52) и (9.53) значение /li=0, получаем I К[ =1 + + ехр(-2тга), I 1 = ехр(-2тга). Таким образом, при отражении от неоднородного потока звуковая волна усиливается. Если принять вертикальную компоненту тотности потока мощности 4 в падаюшей волне за единицу, то в отраженной и прошедшей волнах значение 4 будет соответственно равно I V и 1 1 . Из равенства I К 1 = 1 1 +1 следует, что усиление звука при отражении связано с притоком энергии из области Z =-оо. Величина 1 К - 1 =ехр(-2тга) характеризует обмен энергией между звуком и потоком. Она тем больше, чем меньше угол падения волны и чем больше величина V Vo [c.188]

В таком случае можно разделить поверхность тела на участки, размеры которых, с одной стороны, настолько малы, что их можно приближенно считать плоскими, но, с другой стороны, асе же велики по сравнению с длиной волны. Тогда можно считать, что каждый такой участок излучает при своем движении плоскую волну, скорость жидкости в которой равка просто нормальной компоненте и скорости данного участка поверхности. Н средний поток энергии в плоской волне равен (см. 65) pu где V — скорость л<идкости в волне. Подст.шляя v = iin и интегрируя по всей поверхности тела, приходим к результату, что средняя излучаемая телом в единицу времени в ввде звуковых волн энергия, т. е. полная интенсивность излучаемого [c.394]

При стационарном сверхзвуковом обтекании тела такой формы скорость газа даже вблизи тела будет везде лишь незначительно отличаться по величине и направлению от скорости натекающего потока, а образующиеся ударные волны будут обладать малой интенсивностью (интенсивность головной волны убывает вместе с уменьшением раствора обтекаемого угла). Вдали от тела движение газа будет представлять собой расходящиеся звуковые волны. Основную часть сопротивления газа можно представлять себе как обусловленную переходом кинетической энергии движущегося тела в энергию излучаемых им звуковых волн. Это сопротивление, специфическое для сверхзвукового движения, называют волновым )-, оно может быть вычислено в общем виде при любой форме сечения тела (Th. Кагтап, N. В. Moore, 1932). [c.643]

Определение интенсивности звука yiyia-чивает смысл для стоячих звуковых воли. Если амплитуды звукового давления в прямой и отраженной волнах о.динаковы, то результирующий поток энергии равен ). у ю. В этом, случае интенсивность звука принято характеризовать плотностью звуковой энергии, т. е. отношением звуковой энергии, со-держащёйся в некоторой области звукового Рис. 179 поля, к объему этой области. [c.228]

Лит. А р ц и м о D и ч Л. А., Элементарная физика п,дая-мы, 3 изд.. М., 1969 Тверской В. А., Динамика радиационных поясов Земли, М., 19 8 Хесс В., Радиационный пояс и магнитосфера, пер. с англ.. М., 1972. Ю. И. Логачев. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ АКУСТИКА — упрощённая теория распространения звука, пренебрегающая дифракц. явлениями (см. Дифракция волн., Дифракция звука). В Г. а. звуковое поло представляют в виде лучевой картины, пе зависящей от длины волны, и считают, что звуковая энергия распространяется вдоль каждой лучевой трубки независимо от остальных лучей это даёт обратную пропорциональность между плотностью потока энергии вдоль луча и площадью поперечного сечения лучевой трубки, Б однородных средах лучи — прямые линии, в неоднородных они искривляются (см. Рефракция звука). [c.437]

Здесь п — квантовое число Ландау (га—О, 1, 2,. . . ), —еН тс— циклотронная, частота электронов е — его заряд), /7//— проекция его квазиимпульса па направление магн. поля /I. Звуковые волны с частотой m н волновым вектором q можно рассматривать как поток фононов с энергией fia—Ksq (s — скорость звука) и квазиимпульсом iiq, а поглощение звука в металле — как прямое поглощение фононов электронами проводимости. При этом в каждом акте поглощения должны вьшол- [c.454]

Поток С. В. является сверхзвуковым по отношению к скоростям тех типов волн, к-рые обеспечивают эфф. нередачу энергии в С, в. (альвеновские, звуковые и магнитозвуковые волны). Альвеновское и звуковое Маха число С. в. на орбите Земли яг 7. При обтекании С. в. препятствий, способных аффективно отклонять его (магн. поля Меркурия, Земли, Юпитера, Сатурна или проводящие ионосферы Венеры и, по-видимому, Марса), образуется отошедшая головная ударная волна. С. в. тормозится и разогревается на фронте ударной волны, что позволяет ему обтекать препятствие. При этом в С. в. формируется полость — магнитосфера (собственная или индуцированная), форма и размеры к-рой определяются балансом давления магн, поля планеты и давления обтекающего потока плазмы (см. Магнитосфера Земли, Магнитосферы планет). В случае взапмодействпя С. в. с непроводящим телом (напр.. Луна) ударная во.чна не возникает. Поток плазмы поглощается поверхностью, а за телом образуется полость, постепенно заполняемая плазмой С. в. [c.587]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...