Затухание звука в результате поглощения

Затухание звука в результате поглощения [c.388]

По этой причине затухание звука в воздухе значительно больше, чем в воде. Опыт и теория показывают также, что а в большой степени зависит от частоты звука, возрастая с увеличением частоты. Это значит, что звуки, представляющие собой сумму волн различной частоты (например, гром), резкие вблизи источника своего возникновения, становятся по мере удаления от него более глухими и низкими, так как волны высоких частот быстро затухают. По этой причине, например, мы плохо разбираем речь на больших расстояниях от говорящего, хотя и слышим ее довольно явственно (в результате поглощения высоких частот изменяются спектры формантов, а значит, и определяемые ими гласные звуки). [c.400]

Слитность звучания. В ряде случаев неравномерность распределения энергии в помещении настолько велика, что в кривой затухания появляются значительные максимумы с запаздыванием более чем на 50 мс по отношению к моменту выключения источника звука, в результате чего прослушивается эхо. Иногда получается многократное эхо. Появление эха возможно при наличии в помещении различных концентраторов энергии в форме куполов, а также при больших размерах помещения с малым коэффициентом поглощения на параллельных плоскостях (стенах помещения), удаленных друг от друга. К появлению эха также приводит наличие различного рода резонаторов с малым поглощением. [c.180]

ОДНОГО уха звук дойдет на какую-то малую долю секунды раньше, чем до другого. Мозг в состоянии измерить эту разницу во времени и таким образом определить направление, откуда идет звук. Однако точность такого определения не очень высока, поскольку, если расстояние до источника звука неизвестно, угол, под которым приходит звук, нельзя определить, зная только разницу во времени прихода звука. Впрочем, на основании опыта слушатель часто может определить расстояние до источника звука, исходя из его громкости, а в случае удаленных источников — учитывая частотный спектр звука, который претерпевает известные изменения в результате поглощения в атмосфере и влияния,окружающей среды, что приводит к затуханию высокочастотных звуков. Кроме того, за исключением случая, когда источник расположен почти в плоскости симметрии головы, одно ухо всегда находится в звуковой тени, так сказать, за углом , и [c.81]

В результате поглощения среда постепенно греется при распространении в ней акустической волны. Это монотонное нагревание не надо смешивать с поочередным нагреванием и охлаждением, которое сопровождает всякое упругое колебание и о котором говорилось в 4. Учитывая поглощение, мы должны сказать, что изменение температуры при прохождении звука состоит из двух слагаемых рассмотренного ранее колебательного процесса и монотонного нарастания. Поглощение бегущей акустической волны вызывается теми же причинами, что затухание собственных колебаний упругих тел [стоячих волн) вязкостью (внутренним трением) вещества, а также другими причинами, о которых мы дадим некоторое представление в пп. 2 и 4. [c.224]

Тот факт, что звук распространяется с конечной скоростью, известен с незапамятных времен, например, по наблюдению эхо. Измерения скорости звука всегда были довольно точны. Еще в 1738 г. французская академия наук получила для скорости звука в воздухе при 0° С значение 337 м/сек, всего на 1,7% отличающееся от современных измерений (332,45 м/сек). Но другое фундаментальное свойство процесса распространения — затухание в результате поглощения звука (т. е. перехода звуковой энергии в тепловую) — привлекло внимание только в XIX веке, а экспериментальное обнаружение и измерение поглощения было выполнено только в нашем веке. Это объясняется тем, что при умеренных частотах поглощение звука в воздухе или в воде удивительно мало ) и поэтому полностью маскируется другими причинами затухания. [c.385]

Дифракционными потерями не всегда можно пренебречь. Это особенно относится к измерениям затухания звука в материале с малым коэффициентом поглощения, В целом результаты исследований дифракции в жидкости с достаточной степенью точности [c.371]

При достаточно высоких частотах перелом происходит сравнительно поздно, так что первые 20 или 30 дб кривой выражаются приблизительно прямой линией с наклоном (а следовательно, и временем реверберации ), соответствующим одним только косым волнам. Если бы мы приняли, что этот результат соответствует результату расчёта для помещения неправильной формы с диффузным распределением звука, который выражается формулой (32.8), то величину 8х (где х —безразмерная активная проводимость стен) мы должны были бы принять равной коэффициенту поглощения а. Однако мы видим, что это соответствие не всегда будет правильно оно хорошо подойдёт для очень жёстких стен [х очень мало, см. замечания по поводу формулы (32.10)], но будет непригодно для более сильно поглощающих стен, когда перелом в наклоне прямой, выражающей затухание звука, выражен более ясно. [c.444]

Сравнение с опытом показывает, что в одноатомных газах п жидкостях, внутренние степени свободы которых не возбуждаются при данной температуре, экспериментальные значения коэффициента поглощения хорошо согласуются с теоретическими, полученными по формуле (2). Однако в ряде таких многоатомных газов, как окись углерода, водород, а также в некоторых жидкостях (вода, бензол) частотный ход коэффициента поглощения отличен от квадратичной зависимости, предсказываемой формулой (2). Эти аномалии поглощения объясняются релаксационными эффектами при сжатии или расширении среды, вызванном звуковой волной (как и при всяком другом быстром изменении состояния), в среде может нарушиться термодинамическое равновесие, в результате чего развиваются необратимые процессы восстановления равновесия, сопровождаемые диссипацией энергии и приводящие к аномальному затуханию звука [1, 2]. [c.8]

Из физических соображений также ясно, что воспользовавшись законом дисперсии (IV.1.3), где учтено только поглощение, мы совершили некоторую ошибку. Действительно, одним из эффектов, вызванных затуханием звука, будет возникновение акустических течений (см. гл. VIII). В результате поглощения волны среде передается определенный импульс, и она приходит в движение. Скорость распространения волны в движущейся среде уже отличается от Со, что эквивалентно появлению дисперсии. [c.83]

В обратном случае коротких длин волн, 1, процесс затухания звуковой волны можно рассматривать как результат поглощения одиночных квантов звука при их столкновениях с тепловыми юнонами (Л. Д. Ландау, Ю. Б. Румер, 1937). Допустимость такого подхода требует, чтобы энергия и импульс тепловых фононов были определены достаточно точно при изменении в результате поглощения звукового кванта они должны попасть в область вне квантовой неопределенности, связанной с конечностью длины пробега это условие обеспечивается неравенством // 1. Фактически такая ситуация может осуществляться лишь при низких температурах, когда длина пробега становится достаточно большой. [c.371]

РЕВЕРБЕРАЦИЯ (позднелат. ге-verberatio — отражение, от лат. reverbero — отбиваю, отбрасываю), процесс постепенного затухания звука в закрытых помещениях после выключения его источника. Возд. объём помещения представляет собой колебат. систему с очень большим числом собств. частот. Каждое из собств. колебаний характеризуется своим коэфф. затухания, зависящим от поглощения звука при его отражении от ограничивающих поверхностей и при его распространении. Поэтому возбуждённые источником собств. колебания разл. частот затухают неодновременно. Р. оказывает значит, влияние на слышимость речи и музыки в помещении, т. к. слушатели воспринимают прямой звук на фоне ранее возбуждённых колебаний возд. объёма, спектр к-рых изменяется во времени в результате постепенного затухания отдельных собств. колебаний. [c.627]

Затухание звука, как известно, может быть вызвано разными причинами. В чистых жидкостях основной причиной затухания являются потери за счет сдвиговой и объемной вязкости, а при больших интенсивностях — также рассеяние на дегазационных пузырьках, потери, связанные с возникновением кавитации, и т. д. В газах существенную роль помимо вязкости играет теплопроводность. Поскольку скорость акустического течения намного меньше скорости звука, эккартовское акустическое течение можно рассматривать ьак течение несжимаемой жидкости под действием градиента радиационного давления, вызванного затуханием в результате действия всех причин, в то время как торможение акустического потока обусловлено только сдвиговой вязкостью. Поэтому скорость потока определяется отношением всех диссшхатив-ных коэффициентов к сдвиговой вязкости [32]. Экспериментально ото, пожалуй, наиболее убедительно было показано по измерениям течений в аргоне [33], где объемная вязкость, как известно, равна нулю, а поглощение обусловлено только сдвиговой вязкостью и теплопроводностью. [c.233]

Рабочая характеристика подобного панельного, или мембранного, поглотителя очень сходна с характеристикой резонатора Гельмгольца, но только для гораздо более низких частот. У резонаторов Гельмгольца практически нет верхней частотной границы, но нижняя граница есть она определяется предельно допустимыми габаритами резонатора и лежит вблизи 100 Гц. Собственная частота панельного поглотителя зависит от массы панели и глубины воздушного пространства за ней полезный диапазон частот такого поглотителя простирается от 40 до 400 Гц. Для более высоких частот трудно подобрать достаточно легкую оболочку. Такой поглотитель можно изготовить из любого материала, отвечающего следующим основным требованиям подходящая масса, достаточное затухание и достаточная гибкость. Масса и глубина воздушного слоя определяют резонансную частоту затухание не позволяет самой панели стать вторичным источником звука и обеспечивает поглощение энергии гибкость мембраны создает возможность низкочастотного резонанса. Незадемпфированные жесткие панели могут только ухудшить положение в результате появления гармоник. Однако этим обстоятельством [c.159]

Если размеры помещения достаточно велики по сравнению с длинами волн в области частот, занимаемой речью и музыкой, то в этой области собств. частоты возд. объема располагаются настолько близко друг к другу, что их спектр допустимо считать непрерывным. При этом воспринимаемый слушателем акустич. процесс можно представить как результат сложения прямого звука и ряда постепенно запаздывающих его повторений, обусловленных отражением от ограничивающих поверхностей. Интенсивность отраженного звука в среднем убывает с возрастанием запаздывания вследствие потерь энергии. Расчет относит, интенсивности и времени запаздыва51ия каждого из этих повторений практически невыполним но если число отражений достаточно велико, то средний ход убывания интенсивности отраженного звука можно рассчитать статистически. В 1-м приближении процесс Р. рассматривается как последовательность дискретных актов ноглощения, происходящих через интервалы, равные среднему времени свободного пробега звуковой волны между двумя отражениями. Предположение, что нри каждом отражении теряется всегда одиа и та же доля наличного запаса звуковой энергии, определяющая т. н. средний коэфф. поглощения, приводит к экспоненциальному закону затухания. В качестве меры длительности Р. выбирается время, в течение к-рого интенсивность звука уменьшается в 10 раз, а его уровень — на во дб (время Р.). Согласно статистич. теории, время Р. Т — 13,8 т/[—1п (1 — а)], где а — средний коэфф. поглощения, т = 47/сЛ — среднее время свободного пробега звука V — объем помещения, У — общая ограничивающая поверхность, с — скорость звука в воздухе). [c.384]

Показать, что в противоположном предельном случае коротких волн, когда выполняется условие (I—длина свободного пробега фононов), процесс затухания звуковой волны можно рассматривать как результат поглощения звуковых фононов при их столкновениях с тепловыми фононамн. Доказать. что соответствующий коэффициент поглощения звука пропорционален частоте звука н четвертой степени температуры. Найтн соответствие данной задачи с механизмом затухания Лаидау (см. 3.2), показав, что определяющую роль играют фононы, движущиеся в фазе с звуковой волной. [c.82]

ВИЯ, а следовательно, и характер затухания зависят от частоты распространяющихся волн. Если частота невелика (область УЗ и Г. низких частот), то состояние среды при прохождении упругой волны меняется так медленно, что тепловая волна затухает прежде, чем успевает провзаимодейство-вать с упругой волной. Поэтому в этом случае только нарушается равновесное распределение тепловых фононов, к-рое затем восстанавливается благодаря случайным неупругим столкновениям их между собой в результате происходит потеря энергии волны. Т. о., поглощение звука зависит от частоты столкновений между тепловыми и когерентными фононами. В случае высоких гиперзвуковых частот происходит непосредственное нелинейное взаимодействие Г., искусственно получаемого, и Г. теплового происхождения когерентные фононы неупругим образом сталкиваются с тепловыми фононами и передают им свою энергию, к-рая идёт на возбуждение тепловых фононов и, в конечном счёте, превращается в тепло. При охлаждении кристалла в столкновениях будет участвовать всё меньшее число тепловых фононов, т. к. с понижением темп-ры тепловые фононы вымораживаются , их становится меньше. Соответственно этому затухание УЗ и Г. при понижении темп-ры существенно уменьшается. [c.88]

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]

Коэффициент затухания складывается из коэффициентов поглощения бп и рассеяния бр б = бп+бр. При поглощении звуковая энергия переходит в тепловую, а при рассеянии эцергия остается звуковой, но уходит из направленно распространяющейся волны в результате отражений от неоднородностей среды. В газах и жидкостях, не засоренных взвешенны ми частицами, рассеяние отсутствует, и затухание определяется поглощением [4] Коэффициент поглощения пропорционален квадрату частоты. В связи с этим в качестве характеристики поглощения звука в жидкостях и газах вводят величину б//2. [c.25]

Описанная выше сильная нелинейность упругой подсистемы имеет место в широком диапазоне частот, т. е. носит нерезонансный характер. Столь же сильное увеличение нелинейных свойств упругой подсистемы, обусловленное влиянием спиновой подсистемы, существует в кристаллах железо-иттриевого граната и марганец-цинковой шпинели в окрестности магнитоакустического резонанса [25]. На рис. 14.5 представлена наблюдавшаяся в работе [25] зависимость амплитуды первого прошедшего через кристалл импульса сдвиговой упругой волны, распространяющейся вдоль направления [ООП кристалла железо-иттриевого граната, и амплитуды второй гармоники упругой волны от слабого внешнего магнитного поля Я ". Частота волны составляла 30 МГц. Видно, что в окрестности резонанса, сильно уширенного вследствие малости Я , наблюдается увеличение как поглощения звука, так и амплитуды второй гармоники акустической волны. Оба этих эффекта обусловлены сильной связью, существующей между упругой и магнитной подсистемами вблизи резонанса (в данном случае имеется более полная аналогия с акустоэлектронными поглощением и нелинейностью). На рис. 14.6 показана зависимость эффективного нелинейного параметра Г для генерации второй гармоники от величины магнитного поля, рассчитанная по экспериментальным зависимостям рис. 14.5 с учетом затухания основной волны. Видно, что в окрестности резонанса значение Г возрастает на 2—3 порядка по сравнению с величиной нелинейного параметра вдали от резонанса Гр. Качественно похожие результаты наблюдались и для марга-нец-цинковой шпинели. [c.381]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...