Излучение звука плоской поверхностью

Излучение звука плоской поверхностью [c.26]

ДАВЛЕНИЕ ЗВУКОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (радиационное давление, давление звука) — среднее по времени избыточное давление на препятствие, помещённое в звуковое поле. Д. з. и. определяется импульсом, передаваемым волной в единицу времени единице площади препятствия. Поскольку плотность потока импульса есть тензор, Д. з. и. имеет тензорный характер, что проявляется, в частности, в зависимости Д. 3. и. от ориентации препятствия относительно направления распространения звуковой волны. Теоретически наличие Д. з. и. было установлено Дж. У. Рэлеем в 1902. Он показал, что Д. 3. и. Р на полностью отражающую звук плоскую поверхность прп нормальном падении на неё плоской волны определяется с точностью до членов 2-го порядка включительно ф-лой [c.99]

Давление звукового излучения (радиационное давление) — среднее по времени избыточное давление на препятствие, помещенное в звуковом поле. Радиационное давление определяется импульсом, передаваемым в единицу времени единице площади препятствия. Лавление звукового излучения на полностью отражающую звук плоскую поверхность при нормальном падении на нее плоской волны определяется формулой [c.155]

Определить интенсивность излучения звука от плоской поверхности с периодически колеблющейся температурой, частота колебаний и с 1%, где X — температуропроводность жидкости. [c.404]

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]

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]

С точки зрения теории анализ излучения от плоских степок в высокочастотном предельном случае представляет особый интерес, как типичный случай, в котором приходится модифицировать правила лучей при расчете звука, генерируемого любой плоской частью поверхности. Сравнение с разд. 1.11 показывает, почему это так когда излучает сфера, флуктуации давления в некоторой удаленной от нее точке Р складываются из компонент, приходящих от всей поверхности, для одной из которых (дающей стационарную фазу ) величина фазы имеет отчетливо выраженный минимум. То же самое верно и при излучении от плоской части поверхности в точках Р, не слишком удаленных от нее, когда в соответствии с законами, выведенными в разд. 1.11, получается параллельный пучок лучей. Однако с удалением на большие расстояния минимум становится все менее глубоким и, таким образом, перестает оказывать какое-либо влияние, в то время как энергия в параллельном пучке перераспределяется и (см. ниже) в конце концов сосредоточивается внутри узкого конуса. [c.94]

Пусть в случае излучения звука от плоской стенки распределение (186) нормальной скорости поверхности существенно только при у2 2 с 2. Показать, что на расстояниях г от начала координат, больших по сравнению с I, но не обязательно больших по сравнению с uZ / , результирующее звуковое поле хорошо аппроксимируется выражением (187), если Fj [М, N) интерпретировать как фурье-преобразование не функции f Y, Z), А выражения [c.115]

При создании волны в полупространстве заданным распределением нормальных скоростей на ограничивающей плоскости," так же как и при создании поля распределением давлений, весь набор спектров распадается на ближнее поле, состоящее из неоднородных волн, и на поле, излучаемое плоскостью в виде однородных распространяющихся волн. С таким разбиением поля на две части, ведущие себя по-разному, приходится иметь дело, в частности, в вопросах излучения звука вибрациями протяженных конструкций, например обшивок кораблей (излучение подводного звука), фюзеляжа самолетов, кожухов механизмов и т. п. Во всех этих случаях излучение в окружающую среду создается нормальными смещениями этих больших поверхностей, а вследствие большой величины этих поверхностей по сравнению с длинами волн нормальных смещений оценку излучаемого звука можно провести, считая поверхность плоской. [c.100]

Вычисление импеданцев излучения отверстия в экране для различных форм колебаний. Величины имеют четкий физический смысл. Они представляют собой импеданцы излучения звука отверстием для различных форм колебаний. При этом являются собственно импеданцами излучения, а д п) — импеданцами взаимодействия между различными формами. Для того чтобы это показать, рассмотрим излучение звука отверстием или плоским поршнем, на поверхности которого задана колебательная скорость [c.89]

Явления интерференции играют важную роль в излучении звука. Так, например, поле плоского поршневого излучателя конечных размеров отнюдь не является однородным и плоским напротив, оно состоит из чередующихся максимумов и минимумов. Отдельные элементы излучающей поверхности, колеблющиеся син-фазно и с одинаковыми амплитудами, можно, согласно принципу Гюйгенса, рассматривать как самостоятельные источники звука, которые излучают сферические волны, распространяющиеся во всех направлениях. Легко понять, [c.23]

Так, например, мы указывали, что в случае излучения колеблющейся палочкой плоских капиллярных волн, начиная с некоторого расстояния, плоские волны вследствие дифракции переходят в расходящиеся. При колебаниях порщня (или какой-либо другой поверхности) опыт и теория показывают, что при 7 X на небольшом расстоянии от поршня волны плоские или почти плоские. Однако на некотором расстоянии по оси от поршня излучение благодаря дифракции начинает расходиться. С этого момента интенсивность звука ослабевает и в конце концов в пределе (при больших расстояниях) становится обратно пропорциональной квадрату расстояния от источника. Количественная теория показывает, что излучение имеет тенденцию [c.127]

Для излучателей, создающих плоскую волну, говорят об интенсивности излучения, понимая под этим удельную мощность излучателя, т. е. излучаемую мощность звука, отнесённую к единице площади излучающей поверхности. [c.150]

Интересна особенность волн на слегка изогнутых поверхностях. На плоской пластине нормальные смещения создаются практически только изгибными волнами. Но на изогнутой пластине нормальные смещения создают и волны продольного типа, хотя эти смещения, как правило, малы по сравнению со смещениями изгибных волнах, вызываемых теми же силами, приложенными к пластине. Однако волны продольного типа бегут с большой скоростью, большей, чем скорость звука в воздухе или в воде. Поэтому соответственные спектры всегда распространяющиеся, и, несмотря на то, что вибрации поверхности, вызываемые волнами продольного типа, малы по сравнению с вибрациями в изгибных волнах, продольные волны могут давать решающий вклад в суммарное поле излучения. Ближнее же поле всегда создается в основном изгибными волнами. [c.101]

Теория дает для величин Я я X довольно сложные аналитические выражения, пользоваться которыми неудобно. Поэтому величины и X даются обычно в виде графиков. Необходимо сделать еще несколько оговорок. Дело в том, что акустическое сопротивление излучателя, излучающего плоскую волну, является чисто активным (т. е. представляет собою чистое сопротивление излучения) и численно равным рс5, где е и с — соответственно плотность среды и скорость звука в ней, а 5 — поверхность излучателя. Найдено поэтому удобным в целях придания графикам для акустического сопротивления наибольшей универ- [c.69]

Помимо изодинамических телефонов в последнее время появились и изодинамические головки громкоговорителей в основном для излучения звука на средних и высоких частотах. Примером такого громкоговорителя является выпускаемая у нас в стране высокочастотная головка ЮГИ-1. Находятся в стадии разработки и другие типы изодинамических головок. В отличие от показанного на рис. 6.13, виг устройства нзодинамического телефона, магнитные системы и диафрагмы изодинамических головок громкоговорителей имеют, как правило, прямоугольную форму. Идея создания плоского диффузора, на котором действие электродинамической силы было бы распределено по всей поверхности, принадлежит Риггеру (1924 г.), создавшему так называемый блатхаллер. В этом громкоговорителе к плоскому диффузору прикреплялась поставленная на ребро изогнутая зигзагами металлическая лента, прямолинейные участки которой входили в воздушные зазоры сложной магнитной системы. По ленте пропускался ток звуковой частоты. Эта идея, однако, значительно опередила технические возможности своего времени, так как только теперь получены различные очень легкие и прочные пленки из полимеров, на которых методом травления можно создавать токопроводящие покрытия любой конфигурации — звуковые катушки. Диафрагму с нанесенной на ее поверхности звуковой катушкой помещают между двумя плоскими магнитными системами, обращенными друг к другу одноименными полюсами постоянных магнитов, выполненных в виде прямоугольных брусков. Конструкция магнитной системы нзодинамического громкоговорителя приведена на рис. 6.15, б. [c.138]

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]

Для обеспечения однонаправленности приема (излучения) звука и минимизации взаимных влияний преобразователей, входящих в состав антенн, используются звукоотражающие экраны, располагаемые около тех поверхностей преобразователей, прием (излучение) которыми нежелателен. Конструктивно в настоящее время экраны во многих случаях являются самостоятельными узлами, входящими в состав антенн. В связи с тем, что наличие экранов существенно изменяет площади рабочих поверхностей, импедансы, коэффициенты дифракций и КПД преобразователей, а также условия теплообмена, при оценке эффективности преобразователей необходим учет влияния экранов на их параметры. В зависимости от конфигурации активных элементов экраны изготавливаются в виде слоев, совмещающихся с плоскими или цилиндрическими поверхностями преобразователей. [c.41]

Боргнис [4605] недавно показал, что сумма сил, развиваемых плоской звуковой волной у поглощающего отражателя в форме давления излучения и в форме звукового ветра, не зависит ни от вязкости среды, ни от расстояния от излучателя до отражателя. Этот вывод справедлив в предположении, что поперечное сечение звукового пучка мало по сравнению с поперечным сечением пронизываемой им жидкости, а расстояние между излучателем и отражателем лежит в пределах, при которых потоки жидкости не носят турбулентного характера. Давление излучения, равное на поверхности излучателя У/с, с удалением от него падает по экспоненциальному закону, а сила, развиваемая звуковым ветром, будучи у излучателя равна нулю, возрастает также по экспоненциальному закону. Таким образом, измеряя силу, развиваемую звуковым пучком на не слишком удаленном от излучателя поглощающем препятствии, и деля эту величину на площадь излучателя, мы можем, не зная поглощающих свойств среды, определить давление излучения у поверхности излучателя J с, а значит, и развиваемую излучателем силу звука /. [c.142]

Следует обращать особое внимание на плотное прилегание плоской поверхности кварца к металлической фольге, При интенсивных колебаниях кварца, необходимых для получения достаточно мощного излучения звука, нужно определенным образом подбирать давление, прижимающее кварц к фольге. При недостаточном нажиме наблюдается искажение волнового фронта, что нарушает точность измерений в стоячих волнах. Требуемое давление зависит также от находящейся в измерительной камере жидкости. Регулировка достигается изменением нажатия пружины Р, что очень трудно осуще ствить, не прерывая измерений и не вынимая интерферометр из водяной бани. [c.219]

Однако на практике обычно не все так просто, потому что источники звука редко создают столь удобное для расчетов сферически-симметричное излучение. Забудем о пульсирующем баллоне и рассмотрим более сложный источник звука — колеблющуюся стальную пластинку. Здесь вьпцеонисаииый сложный метод построения волны становится полезным. Из рис. 31 видно, что вторичные сферические волны, излучаемые отдельными точками, взаимно уничтожаются по краям пластинки, так как волны на одной стороне пластинки отличны по фазе точно на 180° от волн на другой ее стороне. В середине пластипы огибающая вторичных волн представляет собой не шаровую поверхность, а плоскость, то есть излучаемая волна — плоская. [c.129]

Эта картина создания плоской волны с заданным профилем, так называемое поршневое излучение, — не более как мысленный эксперимент, принципиально неосуществимый в действительности, так как для этого потребовался бы поршень бесконечных размеров. Если же взять поршень конечных размеров, то плоская волна не сможет быть создана, хотя бы потому, что точки в середине поршня и точки у краев поршня будут находиться в различных условиях. Если, однако, размеры поршня очень велики по сравнению с расстоянием, пробегаемым звуком за время Т, характерное для рассматриваемого звукового процесса (например, период для гармонического движения), то для большей части поверхности поршня отношение Рв/ о будет мало отличаться от рс. Поэтому для достаточно большого поршня результирующая сила Р, необходимая для придания жидкости, прилегающей к поршню, скорости у о. будет мало отличаться от величины 5рсУо, где 5 — площадь поршня. Соответственно этому волна вблизи поршня будет похожа на плоскую волну. [c.64]

Преграда в диффузном звуковом поле. Резуль-тат, полученный в прсдыдуш,ем параграфе, опирается на исследование преломления плоской звуковой волны на поверхностях раздела двух сред с различными акустическими сопротивлениями. Нужно, однако, заметить, что если толщина преграды мала ио сравнению с длиной продольной волны в материале преграды, то колебания обеих поверхностей раздела следует считать практически синфазными при этом проникновение звука можно рассматривать как результат излучения преграды, колеблющейся иод вынуждающим воздействием падающей волны. Становясь иа такую точку зрения, мы можем предположить, что форма падающей волны и угол её падения на преграду не имеют принципиального значения и что основную роль играет механическое сопротивление преграды, определяющее амплитуду её вынужденных колебаний при заданной величине звукового давле- [c.470]

Несмотря на то, что выше шла речь о сферическом излучателе, все сказанное относится и к излучателям других форм (монопольного типа излучения), в связи с тем, что на низких частотах при длине волны большей размера излучателя процесс излучения определяется не столько формой излучателя сколько объемом жидкости, вытесняемой при колебаниях, т. е. объемной колебательной скоростью и сопротивлением излучения. Характер изменения последней величины связан со сферическим законом распространения звука, который дяя малых излучателей начинается практически от излучающей поверхности независимо от формы. В частности, для плоского круглого поршня радиусом а в жестком экране сопротивление излучения = рс8х определяется через по формуле (1.33), приведенной ниже. Тогда удельная мощность будет [c.11]

Кансе [407, 2604] указывает, что если две плоские звуковые волны одинаковой частоты падают снизу наклонно на поверхность жидкости, то в той области, где эти волны интерферируют друг с другом, образуется комбинационная стоячая волна, под действием которой благодаря наличию давления излучения поверхность жидкости принимает неизменную во времени волнообразную форму. Измеряя расстояние между гребнями этой стоячей волны, которая может быть оптически воспроизведена в увеличенном масштабе, можно определить длину волны комбинационного колебания и, зная углы падения первичных волн,—скорость распространения звука в жидкости. [c.136]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...