Направленность излучения звука

Основные физические закономерности, свойственные звуку, полностью применимы и для ультразвуковых волн. Наряду с этим малая длина ультразвуковых волн обусловливает и некоторые особые явления, несвойственные волнам звукового диапазона. Направленность излучения звука зависит от соотношения между размерами излучателя и длиной волны (см. 62). Чем меньше длина волны по сравнению с размерами излучателя, тем больше направленность излучения звука. С уменьшением длины волны, кроме того уменьшается также и роль дифракции в процессе распространения волн (см. 57). Поэтому ультразвуковые волны, имеющие сравнительно малую длину волны, могут быть получены в виде узких направленных пучков. В воздухе ультразвуковые волны весьма сильно затухают. Вода по своим акустическим свойствам резко отличается от воздуха. Акустическое сопротивление воды почти в 3500 раз больше, чем воздуха. Следовательно, при одинаковом звуковом давлении скорость колебания частиц воздуха в 3500 раз больше, чем частиц воды. Кинематическая вязкость воды значительно меньше, чем воздуха. Поэтому ультразвуковые волны в воде поглощаются примерно в 1000 раз слабее, чем в воздухе. Этим и объясняется то, что направленные пучки ультразвуковых волн находят широкое применение в гидроакустике для целей сигнализации и гидролокации под водой. Отметим, что использовать для этой же цели электромагнитные волны невозможно, так как их поглощение в воде очень велико. Таким образом, ультразвуковые волны являются, по-существу, единственным видом волнового процесса, который может распространяться с относительно малым поглощением в водной среде. [c.243]

Направленность излучения звука. Мы видели, что от колеблющейся палочки, размеры которой больше, чем длина капиллярных волн на поверхности воды, расходятся плоские волны. [c.119]

Направленность излучения звука. Мы видели, что от колеблющейся палочки, размеры которой больше, чем длина капиллярных волн на поверхности воды, расходятся плоские волны. Излучение волн происходит в определенном направлении — перпендикулярно к палочке палочка служит источником волн, обладающих свойством направленности. Внимательное наблюдение показывает, что на некотором расстоянии от палочки благодаря дифракции плоские волны постепенно переходят в расходящиеся круговые, Расстояние, на котором такое расхождение становится заметным, оказывается тем большим, чем больше размеры палочки по сравнению с длиной порождаемых ею капиллярных волн. Если размеры палочки значительно меньше длины волны или вместо палочки будет колебаться шарик, то появятся круговые волны, расходящиеся во всех направлениях, и источник не будет обладать свойством направленности излучения. [c.122]

Направленность излучения звука струей такова, что излучение образует некоторый угол к оси струи, зависящей от числа М. [c.264]

Характеристика направленности АС определяет зависимость звукового давления иа любой заданной частоте (или в полосе частот) от направления излучения звука. Измерения характеристик направленности осуществляются так же, как и измерения АЧХ, в заглушенной камере, только при этом осуществляется либо вращение АС иа специальном поворотном устройстве (при этом получаются диаграммы направленности в полярных координатах на каждой частоте (рис. 1.12,6), либо смещение микрофона на различные [c.18]

Монополь создает в среде ненаправленное излучение его звуковое поле сферически-симметрично — одинаково во всех направлениях. Часто требуется создать направленное излучение звука, различное по разным направлениям. Этого можно добиться, используя систему излучателей совместную работу нескольких [c.305]

Под звуковым полем понимают пространство упругой среды, обычно воздушной, в которой распространяются звуковые волны (колебания). Природа звуковых волн такова, что при деформации среды в каком-либо элементарном участке в соседних с ним участках возникают последовательные во времени сжатия и разряжения среды. Этот процесс распространяется далее с определенной скоростью так, что в пространстве возникает звуковая волна. В воздушной среде направление распространения волны совпадает с направлением излучения звука такие волны называют продольными. То же явление наблюдается и в жидкостях. В твердотельных упругих средах, кроме продольных волн, образуются и поперечные. [c.17]

Определить излучение звука цилиндром, совершающим гармонические поступательные колебания в направлении, перпендикулярном к своей осн. Решение. На расстояниях г X имеем [c.404]

МОЩНОСТЬ [—энергетическая характеристика, равная отношению произведенной работы или произошедшего изменения энергии к промежутку времени, в течение которого произведена работа или произошло изменение энергии поглощенной дозы — физическая величина, равная отношению приращения поглощенной дозы излучения за некоторый промежуток времени к этому промежутку звука равна отношению энергии, переносимой звуковой волной в течение некоторого промежутка времени через участок поверхности, перпендикулярный направлению распространения звука, к величине этого промежутка времени излучения равна отношению количества энергии излучения, вышедшего из какого-либо источника, к промежутку времени, в течение которого длился выход энергии] [c.252]

НАПРАВЛЕННОСТЬ акустических излучателей и приёмников — нек-рая пространственная избирательность излучателей и приёмников, т. е. способность излучать (принимать) звуковые волны в одних направлениях в большей степени, чем в других. В режиме излучения Н. обусловливается интерференцией звуковых колебаний, приходящих в данную точку среды от отд. участков излучателя (в случае многоэлементной акустич. антенны — от отд. элементов антенны). В режиме приёма Н. вызывается интерференцией давлений на поверхности приёмника, а в случае приёмной акустич. антенны — также и интерференцией развиваемых приёмными элементами электрич. напряжений при падении звука из нек-рой точки пространства. В нек-рых случаях, напр. у рефлекторных, рупорных и линзовых антенн, в создании Н. кроме интерференции существ, роль играет и дифракция волн. Аналогичные фнз. явления вызывают Н. эл.-магн. излучателей и приёмников (Н. эл.-магн. антенн), поэтому в теории направленности акустич. и эл.-магн. антенн много сходных понятий, определений и теорем. В зависимости от матем. модели, к-рой можно описать данный излучатель (см. Излучение звука), для расчёта его Н. пользуются разл. теоретич. методами. В случае наиб, простой модели, представляющей собой дискретную (или непрерывную) совокупность малых по сравнению с длиной волны X излучающих элементов, поле излучателя определяется суммированием (или интегрированием) сферич. волн, создаваемых отд. элементами. Для плоских излучателей, заключённых в бесконечные плоские экраны, применяется принцип Гюйгенса. Поле сложных цилиндрич. или сферич. излучателей определяется с помощью метода собств. ф-ций. Наиб, общие теоретич. методы основаны на использовании ф-ций Грина. [c.242]

Применение нелинейных акустических эффектов. Первые применения нелинейных эффектов были связаны с разработкой методов измерения характеристик акустич. поля на основе регистрации усреднённых эффектов измерение интенсивности звука по давлению звукового излучения с помощью радиометров или по вспучиванию свободной поверхности жидкости под действием звука, измерение колебат. скорости методом Рэлея диска. Для зондирования атмосферы, океана, для целей медицинской акустики применяют параметрические излучатели и приёмники благодаря их широкополосности, острой направленности излучения и отсутствию боковых лепестков в диаграмме направленности. [c.292]

Характеристики направленности излучения шума дозвуковой струи в дальнем акустическом поле(т.е. в области, находящейся от источника звука на расстоянии, достаточно большом по сравнению с размерами источника и длиной волны излучаемого звука) показаны на рис. 1.14. Максимум суммарного шума для изотермических струй наблюдается под углом 30° к оси струи [1.3]. [c.29]

В неизотермических струях повышение температуры приводит к возрастанию градиента скорости звука в слое смешения струи и усилению отклонения направления излучения от оси струи. Пространственное распределение шума струи при увеличении температуры потока становится неравномерным, а максимум интенсивности акустического излучения смещается в сторону больших углов (р например, при начальной температуре струи То = 800 К он наблюдается при ip = 40° (рис. 1.15). Здесь характеристики направленности шума струи даны в виде зависимостей 10 Ig Ф от угла (р между осью струи и направлением на точку измерения шума, причем 10 Ig Ф - фактор направленности, который представляет собой разность между измеренным уровнем шума и уровнем шума в той же точке от фиктивного источника такой же мощности, как и исследуемый источник, но излучающего звук равномерно во всех направлениях. [c.29]

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]

Рассмотренная теория генерации вихревого звука относилась к случаю неподвижного стержня (цилиндра), обтекаемого потоком. Можно учесть влияние колебаний тела (стержня), находящегося в потоке, на интенсивность и направленность излучения вихревого звука [16] задача. может быть решена для случая малых колебаний стержня, при условии, еслп можно пренебречь влиянием этих колебаний на картину самого потока, что, вообще говоря, не является очевидным. [c.435]

Рассмотрим излучение звука дифракционной решеткой. Пусть на плоскости ху вдоль оси л со скоростью распространяется поверхностная плоская волна. Колебательная скорость в направлении оси г может быть задана уравнением [c.129]

Когда излучение звука возникает под действием волн, бегущих по поверхности цилиндра в азимутальном направлении, функцию F(f) следует взять в форме F (<р) = Ае " или F([c.288]

Сосредоточенные системы в виде звуковых люстр (несколько диффузорных громкоговорителей или маломощных звуковых колонок, располагаемых веером) применяют для озвучения различного рода помещений, где слушатели в основном расположены вокруг центра помещения (например, залы круглого стола ). Такие люстры не имеют направленности по горизонтали и представляют собой своего рода радиальный громкоговоритель. Если используют диффузорные громкоговорители, то вследствие их низкой направленности уровень звука в каждый точке помещения будет определяться совместным действием всех громкоговорителей. Для звуковых колонок, входящих в люстру и имеющих угол изучения не более 60°, можно считать их излучение только в свою зону, а на стыках зон добавлять 3 дБ. Расчет поля ведут методом координат [c.211]

Процесс взаимного уничтожения вторичных звуковых волн играет большую роль, когда звук распределен в пространстве неравномерно. Нетрудно заметить сходство между описанием дифракции и объяснением направленности излучения, создаваемого колеблющейся пластиной. Когда плоские волны, бегущие по вентиляционной трубе, внезапно вырываются наружу, на конце ее происходит то же, что и при излучении звука колеблющейся стальной пластиной высокочастотный звук направляется прямо вперед, тогда как для низких частот взаимное уничтожение вторичных волн по краям фронта оказывается менее полным, поэтому выходящий из трубы звук низкого тона имеет меньшую направленность и расходится в стороны. Явление, которое мы обозначали как взаимное уничтожение или взаимодействие волн , на языке физики называют интерференцией . Интерференция имеет место всегда, когда две волны одновременно проходят через одну точку. Это очень распространенное явление впервые мы встретились с ним, рассматривая прохождение звука в резонансной трубе в результате интерференции исходной и отраженной волн возникала стоячая волна. На этом принципе построены применяемые в лабораториях интерферометры— это особые резонансные трубы для измерения отражательной способности вещества, которое помещают на конце трубы. [c.139]

Мы уже познакомились с тремя этапами создания шума исходное возмущение, его усиление и видоизменение, а также излучение звука. Если вы не считаете, что таблетка аспирина излечит вас от неприятного ощущения, вызванного гвоздем, торчащим из сиденья стула, то, когда речь пойдет о шуме, вы, конечно, сразу подумаете, нельзя ли устранить исходное возмущение Разумеется, это наилучший подход, но часто ли можно им воспользоваться Возьмем, например, дизельный двигатель. Исходное возмущение здесь — рост давления в камере сгорания, но ведь это и есть сам источник мощности двигателя. В турбореактивном двигателе сжигание горючего, сопровождаемое шумом, — единственный способ создать требуемое ускорение газов, направленное в сторону, обратную движению. В пневматическом перфораторе шум создают повторяющиеся удары наконечника зубила,— но именно для этого и спроектирован весь механизм. Таким образом, перспективы не представляются многообещающими, однако в действительности здесь возможностей для снижения шума больше, чем кажется на первый взгляд. [c.219]

Итак, есть три направления борьбы с шумом механизмов. Если не удается сгладить исходные возмущения, то, наверное, возможно избежать их усиления в результате резонанса, либо вводя демпфирование, либо избавляясь от резонанса путем изменения конструкции. Если и это не удается, можно воспрепятствовать излучению звука, по возможности устраняя контакты между источником возбуждения и всеми другими частями механизма. В общем руководствуйтесь здравым смыслом [c.239]

Рот как источник звука излучает в разных направлениях по-разному. Играют роль как соотношение между длиной излучаемой волны и размером отверстия рта, так и размеры головы сравнительно с той же длиной волны. Низкие частоты излучаются более равномерно, высокие — имеют направленное излучение. В табл. 3.5 приведены уровни интенсивности на разных расстояниях от рта под разными азимутами и углами высоты. Даны как суммарные значения уровня для всего диапазона частот, так и для октавных полос в диапазоне 62,5— 12 000 Гц. [c.56]

Подобно этому, когда размеры диффузора больше длины излучаемой им звуковой волны, излучение звука имеет определённую направленность. Чем больше колеблющаяся поверхность по сравнению с длиной звуковой волны, тем более направленно излучается звук. [c.119]

На рис. 71 приведены характеристики направленности для диска, колеблющегося в вырезе экрана, в зависимости от соотношения размеров диска и длины излучаемой им волны. Излучение звука таким диском можно рассматривать как излучение во всё полупространство. Когда диаметр диска О меньше чем Х/4, интенсивность излучения одинакова во всём полупространстве (кривая О на рис. 71, а). С увеличением отношения диаметра диска к длине волны 0[к появляется направленность и конус излучения все более и более суживается (кривые 1, 2, 3 на рис. 71, а). При этом, кроме основного пучка лучей, появляются ещё так называемые боковые лепестки вслед за основным пучком возникает линия нулевого давления, после которой появляется следующий пучок (рис. 71, б и в). Угол между двумя первыми линиями нулевого давления (в котором заключён основной пучок) называется углом расхождения звуковых лучей. Из рис. 71 видно, что при повышении частоты звука (уменьшении длины волны) угол расхождения звуковых лучей уменьшается, излучение [c.121]

Мы уже говорили, что для получения направленного излучения необходимо, чтобы размеры излучателя были больше длины излучаемой им звуковой волны. Например, для частоты 1500 щ длина волны в воде составляет 1 м. Практически невозможно сделать излучающую поверхность размерами в несколько метров, поэтому на таких частотах излучение звука будет ненаправленным. [c.329]

На рис. 70 приведены характеристики направленности для диска, колеблющегося в вырезе экрана, в зависимости от соотнощения размеров диска и длины излучаемой им волны. Излучение звука таким диском можно рассматривать как излучение во все полупространство. Когда диаметр диска О меньше чем Х/4, интенсивность излучения одинакова по всем направлениям (кривая О на рис. 70, а). С увеличением отношения диаметра диска к длине волны О/Х появляется направленность и конус излучения все более и более суживается (кривые 1, 2, 3 на рис. 70, а). При этом, кроме основного пучка лучей, появляются еще так называемые боковые лепестки вслед за основным пучком возникает линия нулевого давления, после которой появляется сле- [c.124]

Рис. 94. Направленность- излучения звука от воздушной струи, вытекающей со скоростью 300 м1сек, относительно 0 = 75° [14].

Рис. 94. Направленность- <a href="/info/191731">излучения звука</a> от воздушной струи, вытекающей со скоростью 300 м1сек, относительно 0 = 75° [14].

Влияние нежёсткости поршня на направленность излучения звука. — Уравнения, выведенные на предшествующих страницах, относились к плоскому жёсткому поршню, движущемуся как целое каждая часть поверхности поршня имела ту же самую скорость. Представляет интерес рассмотреть вопрос о том, как будет влиять на излучение звука изменение в характере движения поверхности поршня от точки к точке. Такое рассмотрение в особенвости важно, когда роль воображаемого поршня в плоском экране играет воздух в открытом конце трубы или рупора, поскольку предположение, что скорость одинакова на всей поверхности открытого конца, является очень грубым приближением. [c.361]

Очевидно, что чем меньше угол конуса, т. е. чем уже пучок звуковых волн, создаваемых пластиной, тем медленнее падает амплитуда звуковой волны в направлении иормали к пластине. Поэтому во многих случаях (например, чтобы озвучить длинную, но узкую площадь) выгодно применять источники звука, дающие узкий пучок волн, т, е. направленные источники звука. Для этого потребовались бы пластины, например мембраны громкоговорителей, размеры которых больше длины звуковой волны. Однако даже для средних звуковых частот (волны длиной 20—30 см) это условие выполнить невозможно. Мембраны сами по себе практически не могут дать направленного излучения звуковых волн. Более того, так как мембраны практически приемлемых размеров оказываются много меньше длины волн для длинных звуковых волн, то на низких частотах явление дифракции играет заметную роль уже в непосредственной близости к мембране. Даже вблизи мембраны создаваемые ею волны существенно отличаются от плоских. Поэтому приведенный выше расчет мощности, излучаемой пластиной, в этом случае неприменим. [c.741]

РЕФРАКТОМЕТРИЯ — раздел оптич. техники, посвящённый методам и средствам измерения показателя прелоилевия п твёрдых, жидких и газообразных сред в разл. участках спектра оптич. излучения. Приборы для определения п наз, рефрактометрами. О методах Р. см. в СТ. Рефрактометр. рефракция волн — см. Преломление волн. РЕФРАКЦИЯ ЗВУКА (от позднелат. ге1гас1ю — преломление) — изменение направления распространения звука в неоднородной среде (атмосфера, океан, толща земли), скорость звука в к-рой является ф-цией координат. Ход лучей в данном случае определяется ур-вия-ми геометрической акустики. Звуковые лучи поворачивают всегда к слою с меньшей скоростью звука. Р. з. выражена тем сильнее, чем больше относит, градиент скорости звука. [c.386]

Излучение звука бегущими в азимутальном направлении волнами можно заменить кинематически эквивалентной системой ротационного излучателя в виде жесткой сферы с синусоидаль- [c.251]

Известен еще один вид громкоговорителя который также можно отнести к изодинамичес-кому, это так называемый излучатель-трансформатор, изобретенный в США доктором О. Хейлом. Диафрагма этого громкоговорителя выполнена, как и у изодинамических, из тонкого пластического материала с нанесенной на нее токопроводящей шиной в виде вертикальных зигзагов. Однако здесь направление магнитных силовых линий перпендикулярно плоскости диафрагмы, и в таком виде возникающая электродинамическая сила стремится сжать или растянуть диафрагму и никакого излучения звука не происходит. [c.138]

По мере удаления от пластины, а также с увеличением длинььволны взаимное уничтожение волн по краям пластины становится менее полным. Поэтому на расстоянии нескольких метров от нее, в так называемой дальней зоне, форма волн снова приближается к сферической, а закон обратных квадратов опять входит в силу, однако лишь для каждого направления в отдельности, поскольку в разных направлениях интенсивность звука может быть различной. Зависимость доли излученной интенсивности от направления называют коэффициентом направленности Qв. [c.130]

Причина появления характеристики направленности (рис. 71) при излучении звука колеблющимся диском может быть выяснена с помощью принщша Гюйгенса. В том случае, когда радиус диска значительно меньше длины волны X, расстояния между точкой, где измеряется сила звука (точка наблюдения), и любыми различными точками колеблющейся поверхности диска почти одни и те же эти расстояния отличаются на величины Д, малые по сравнению с X. Если разбить поверхность диска на небольшие элементы, то согласно принципу Гюйгенса каждый такой элемент можно считать за центр элементарной сферической волны. При вне зависимо- [c.123]

Причина появления характеристики направленности (рис. 70) при излучении звука колеблющимся диском может быть выяснена с помощью принципа Г юйгенса. В том случае, когда радиус диска значительно меньше длины волны X, расстояния между точкой, где измеряется сила звука (точка наблюдения), и любыми различными точками колеблющейся поверхности диска почти одни и те же эти расстояния отличаются на величины Д, малые по сравнению с X. Если разбить поверхность диска на небольшие элементы, то согласно принципу Гюйгенса каждый такой элемент можно считать за центр элементарной сферической волны. При < X вне зависимости от того, на оси или нет находится точка наблюдения, элементарные сферические волны приходят в эту точку в фазе и, следовательно, усиливают друг друга мы имеем дело со сферическими волнами, источник которых не обладает направленностью. [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...