Отражение звука от препятствия

Рис. 8.12. Пример расчета перепада уровней прямого и отраженного звуков от препятствий на расстояниях 30 (/), 100 (2), и 120 м (3)

Два громкоговорителя, работающие встречно, на середине между ними создают одинаковые уровни, и поэтому общий уровень на средней линии на 3 дБ выше, чем при одиночной работе громкоговорителя. Б обе стороны от этой точки на 10 м помех не будет, так как разность хода с учетом высоты подвеса будет меньше 20 м. Дальше этого расстояния возможно появление эха. Как было показано ранее, отраженный звук от препятствия, находящегося на краю озвучиваемой поверхности длиной 80 м, еще не создает мешающего эха. Но это равносильно встречной работе громкоговорителей, находящихся на расстоянии 160 м друг от друга (и даже они могут быть на расстоянии 200 м, так как при этом еще нет мешающего эха). Только в этом случае потребуется озвучивать ближнюю зону около громкоговорителей. [c.209]

Явление эхо, или отражение звука от препятствия на пути распространения звуковых волн, позволяет сравнительно простым способом измерять скорость звука. Для такого измерения нужно иметь часы с секундной стрелкой или, лучше, секундомер. Замечая момент посылки звука (крик, хлопанье в ладоши, стук) и момент приёма эхо, можно определить скорость звука с, если известно расстояние L до отражающей поверхности (леса или берега). Скорость звука с определится из формулы [c.57]

При полном внутреннем отражении происходит изменение фазы, не зависящее от частоты падающей волны. Поэтому при отражении импульса фаза изменится одинаково для всех частотаых компонент, а это в свою очередь равносильно различным длинам пробега для волн различных частот в свободном пространстве. Эквивалентный пробег при отражении импульса тем больше, чем длиннее волна. В результате импульс при отражении исказится так, как если бы он распространялся в дисперсионной среде с нормальной дисперсией. В этой связи полное внутреннее отражение можно рассматривать как дисперсию, сосредоточенную на отражающей поверхности. Аналогичный эффект сосредоточенной дисперсии возникает при отражении звука от препятствия с комплексным импедансом. Значение этого эффекта для целей нашего исследования заключается в том, что при рассеянии компонент с докритической фазовой скоростью (/ф < с . После рассеяния, в силу эффекта нормальной дисперсии, их фазовая скорость может стать больше скорости звука и изменить общую картину излучения. [c.196]

Отражение звука от препятствия. Предположим, что в точке М г (рис. 16, а) находится источник звука, излучающий сферическую волну с потенциалом [c.50]

Расчетные формулы для определения наличия эха. Определение наличия эха проводится только для зональных систем, так как в распределенных системах эхо сглаживается из-за действия многих источников звука, а в сосредоточенных системах оно может быть только вследствие отражения звуковых волн от различных препятствий. Но этот случай сводится к зональной системе, поскольку при отражении звуковых волн от различного рода препятствий появляется мнимый источник звука от препятствия (если оно имеет размеры, значительно превышающие длины отражаемых звуковых волн). В таком случае (для расчета эха) сосредоточенную систему можно рассматривать как зональную с расстоянием между источниками звука, равным удвоенному расстоянию от действительного источника до препятствия. [c.304]

Еще один способ решения задачи дают направленные прп-емники акустических сигналов. Такие приемники воспринимают вибрации или шумы, идущие только в данном направлении. Ориентируя его поочередно на каждый из источников, можно определить их вклады. Применимость этого способа ограничивается конструкциями и помещениями, где звук распространяется прямо от источника к месту наблюдения, не испытывая многократных отражений от препятствий или неоднородностей. [c.110]

Снижение отражения обычно измеряют с помощью установки, показ анной на рис. 6.2. Падающий и отраженный звуки (звуковые давления) измеряются зондовым гидрофоном, который помещается вблизи образца материала. Для разделения этих двух измеряемых сигналов применяют два способа. Используя импульсный режим, можно разделить падающий и отраженный звуковые импульсы на промежуток времени, который требуется импульсу, чтобы пройти путь от гидрофона к образцу и обратно. При использовании интерферометрического метода оба сигнала перекрываются и их уровни вычисляются по интерференционным максимумам и минимумам, которые обусловлены конструктивной и деструктивной интерференцией. Как и при измерении звукоизоляции, основные трудности связаны с отражениями и дифракцией. Дифракционные эффекты в этом случае не ограничиваются обычной дифракцией на краях препятствия. Если плоская волна падает нормально на отражающую пластинку, то отраженная волна неотличима от той, которую излучала бы сама пластинка, если бы она служила излучателем. Зонд, расположенный вблизи пластинки, находится в ближнем поле, или в зоне [c.328]

Задачи о рассеянии от препятствий. В этих задачах задано звуковое поле и требуется найти, как оно изменится, если поместить в среду те или иные препятствия. Это — задачи об отражении и прохождении звука, а также дифракционные задачи. [c.17]

Очевидно, что при прохождении звука через сосредоточенную массу выполняется закон сохранения энергии сумма потоков мощности отраженной и прошедшей волн, уносящих энергию от препятствия, равна потоку мощности в падающей волне, несущей энергию к препятствию [c.149]

Аналогично можно решать и другие задачи о наклонном падении. Например, отражение от препятствия в виде сосредоточенной массы найдем по формулам для нормального падения, заменяя медленность звука в среде на ее проекцию S sin 0. Коэффициент отражения окажется, в соответствии с формулой (46.4), равным [c.199]

Встречая на своем пути препятствие, звуковые волны отражаются от него по строго определенному правилу — угол отражения равен углу падения. Если акустические сопротивления двух сред значительно отличаются друг от друга, большая часть энергии падающей волны переходит в энергию отраженной волны, а меньшая часть энергии проникает через поверхность раздела. Чем больше разница акустических сопротивлений двух сред, тем больше разница энергий отраженной и преломленной волн. Так, например, акустическое сопротивление воды почти в пять тысяч раз больше акустического сопротивления воздуха, поэтому звук практически из воды в воздух, и наоборот, не проникает, а только отражается в виде эха. Кому приходилось нырять в воду, тот хорошо знает, что под водой почти не слышно разноголосого шума, царящего на пляже, но зато хорошо прослушиваются звуки от источников, находящихся в воде. [c.34]

Предположим теперь, что автомобиль двигается навстречу отраженной волне. В этом случае их частота будет выше, чем частота волн передатчика. Наиболее ярко этот эффект проявляется в том, что при приближении поезда высота звуке от него выше, чем при удалении. Это связано с тем, что при приближении скорость звуковых волн складывается со скоростью поезда, а при его удалении - вычитается. Таким образом, принятый сигнал будет зависеть от относительной скорости автомобиля и преграды. В блоке управления эта частота анализируется с учетом скорости автомобиля. Поспе определения расстояния до препятствия и относительной скорости движения автомобиля может быть выдан сигнал на торможение автомобиля. В других случаях, наоборот, может быть выдан сигнал для открытия дроссельной заслонки, если система контроля решит, что желательно поддержание постоянной дистанции между Вашим автомобилем и препятствием. [c.265]

Помимо регулярных изменений температуры воздуха и скорости ветра с высотой в свободной атмосфере часто встречаются нерегулярные неоднородности — резкие изменения температуры или скорости в отдельных местах. Эти неоднородности, влияя на ход звуковых лучей, могут привести к резким нерегулярным изменениям слышимости от точки к точке и во времени. Наконец, при распространении звука в атмосфере существенную роль могут играть отражения звуковых волн от различных препятствий — от гор (эхо), от поверхности земли или воды (при наклонном распространении звуковой волны) и т. д, Все эти обстоятельства очень усложняют картину распро- [c.730]

Рассмотрим сферический источник звука с уровнем звуковой мощности 100 дБ. Согласно закону обратных квадратов, в открытом пространстве уровень интенсивности звука на расстоянии 3 м от такого источника составит 79 дБ. Внесем этот источник в большое помещение размерами, скажем, ЮХ ХЗ м. Допустим, что коэффициент поглощения стен, потолка и пола в этом помещении равен 0,05 (так будет, если помещение построено, например, из оштукатуренного кирпича или бетона). Что мы услышим теперь Во-первых, по-прежнему прямой звук будет приходить непосредственно от источника к уху, и, если мощность источника не изменилась и между ним и ухом не поставили какого-либо препятствия, уровень интенсивности этого звука по-прежнему составит 79 дБ. Однако, после того как мы услышали прямой звук, волна пробежит далее и упадет на стены, пол и потолок. Эти поверхности поглотят 5% звуковой энергии, а 95% отразят обратно к нам. Звуковые волны снова пробегут мимо нас, и этот процесс будет повторяться снова и снова. Чтобы звук потерял 20% своей энергии, то есть чтобы его уровень упал на 1 дБ, он должен испытать более четырех отражений. В результате добавления всех последовательных отражений, следующих друг за другом, пока они совершенно не затухнут, интенсивность первой отраженной волны окажется увеличенной в 18 раз. Можно показать, что в результате от сложения всех отражений интенсивность звука увеличивается в [c.181]

Если к слушателю приходят два звука с длительностью менее 50 мс, но-один из них запаздывает на время не более 50 мс, то оба звука всегда воспринимаются слитно. При запаздывании на время более 50 мс эти звуки могут восприниматься раздельно. Но если второй звук будет иметь уровень ниже первого, то он может приниматься слитно с первым или раздельно в зависимости от того, насколько уровень второго звука ниже уровня первого. На рис. 2.21 приведена зависимость между временем запаздывания и разностью уровней обоих звуков, при которых они воспринимаются раздельно (см. кривую I). Если звуки исходят из одного источника звука, но один из них проходит больший путь, например из-за отражения от какого-либо препятствия, то возможность раздельного восприятия этих звуков называют эхом. [c.40]

Как видно из приведенных уравнений, коэффициенты отражения и прохождения звука через границу двух сред не зависят от частоты колебаний звука. Однако отражение звуковых волн от различных препятствий может быть различно звуковая вол на будет сильно отражаться, если размер препятствия велик по сравнению с длиной волны. В этом случае за препятствием образуется звуковая тень. [c.84]

Интересное приложение результатов этого раздела можно произвести для объяснения явления, названного гармоническим эхо ). Если первичный звук является сложной музыкальной нотой, то различные составляющие ее тоны рассеиваются в неодинаковой пропорции. Октава, например, в шестнадцать раз сильнее в сравнении с основным тоном во вторичном звуке, чем это было в первичном. Нетрудно, таким образом, понять, каким образом эхо, отраженное от такого препятствия, как группа деревьев, может оказаться повышенным на октаву. Это явление имеет также и дополнительную сторону. Если на пути звуковых волн лежит значительное число небольших тел, то колебания, испускаемые ими во всех направлениях, происходят за счет энергии главного потока, и там, где звук сложный, возбуждение более высоких гармоник в рассеянных волнах предполагает пропорциональное отсутствие их в прямой волне после прохождения препятствий. Это является, может быть, объяснением некоторых эхо, о которых сказано, что они возвращают звук ниже первоначального действительно известно, что высота чистого тона часто оценивается слишком низко. Однако факты противоречивы, и весь этот вопрос требует дальнейшего тщательного экспериментального исследования, которое можно рекомендовать вниманию располагающих необходимыми условиями. В то время как изменение характера звука легко понятно и, действительно, в ограниченной степени должно вообще происходить, изменение высоты простого [c.153]

Результаты 350 имеют важное значение для объяснения поведения пористых тел по отношению к звуку. Тиндаль показал, что во многих случаях звук проникает в подобные тела более свободно, чем можно было бы ожидать, хотя он отражается от тонких слоев непрерывного твердого вещества. С другой стороны, стог соломы, повидимому, представляет весьма совершенное препятствие. Возможно, что пористые стены дают ослабленное отражение, так что внутри здания, ограниченного такими стенами, резонанс менее продолжителен, чем он был бы в случае, если бы стены состояли из непрерывного вещества. [c.319]

При наличии границ между двумя средами или к.-л. препятствий на пути распространения волны происходит отражение, преломление и дифракция звука. Если в среде имеются неоднородности, то происходит рассеяние звука, к-рое может существенно изменить простую картину Р. у. и в конечном счёте также вызывать затухание волны в первоначальном направлении распространения. При Р. у. в трубах, слоях и других волноводах проявляется ряд особенностей, свойственных волноводному распространению, а именно отсутствие характерного для свободного пространства убывания амплитуды волны из-за сферич. расхождения и зависимость характера Р. у. от соотношения между длиной волны звука и размерами волновода. [c.292]

I между началом звучания и приходом эха звука, отраженного от достаточно удаленного препятствия . [c.177]

Средп методов ослабления воздушного шума машин звукоизоляция и звукопоглощение являются наиболее распространенными. Первый основан на отражении звука от препятствий, второй — на поглощении звуковой энергии и превращении ее в тепло. К настоящему времени эти методы достаточно полно разработаны н широко освещены в литературе. С основами теории, а также с практическими результатами применительно к строительным сооружениям, судам и самолетам можно ознакомиться в книгах [3, 12, 65, 72, 163, 164, [c.223]

В случае квавистационарного периодического звукового поля (см. гл. 1, 3), как это следует из (1.57), радиационное давление на замкнутый в звуковом поле объем должно обращаться в нуль. Этот результат естествен, так как в таком звуковом поле средний по времени импульс в трубке тока сохраняется. Условие квазпстационарно-сти не выполняется, например, на границе звукового пучка, при отражении звука от препятствий конечного размера. Эти случаи требуют более тщательного анализа. Из (1.58) следует, что радиационное давление Р на идеальный поглотитель направлено вдоль трубки тока и равно [c.182]

Историю развития акустики условно можно разбить на три периода. Первый период - начиная с древней истории до конца 17-го и начала 18 в. Пифагор (6 в до н.э.) открыл связь мевду высотой тона и длиной струны (или трубы), Аристотель (4 в. до н.э.) объяснил 3X0 отражением звука от препятствий и понимал, что звучащее тело создает сжатия и разрежения воздуха.Леонардо да Винчи (13 - 16 вв.) сфориулировал принцип независимости распространения звуковых волн от различных источников. Галилей (конец 17 в.) обнаружил, что звучащее тело совершает колебания, а высота звука зависит от частоты, тогда как сила звука - от амплитуды этих колебаний. анцузский ученый М. Мероенн измерил впервые скорость звука в воздухе. [c.5]

При отражении звука от горы, стены и других значительных препятствий можно наблюдать, что угол падения волны равен углу отражения. В тех случаях, когда размеры препятствия сравнимы с длиной волны, законы распространения звуковой волны около препятствий становятся более сложными, имеет место и некоторое отражение, и огибание (дифракция), как около небольши с (по [c.507]

Отражение звука. Звуковые волны, встречая на своём пути препятствие, отражаются от него. Явление отражения звука играет большую роль в акустике, например при распространении звука в закрытых помещениях. Звуковые волны, падая на стену под углами а и с (рис. 37), отражаются от неё под теми же углами и кажутся наблюдателю выходящими из точки О, которая представляет собой зеркальное отображение источника звука. Таким геометрическим построением, как на рис. 37, можно пользоваться, конечно, только в том случае, когда отражающая поверхность имеет размеры, ббльшие, чем длина звуковой волны. Если это не так, то важную роль начинает играть дифракция, и понятие звукового луча, как мы об этом говорили в конце первой главы, теряет смысл. [c.64]

Метод обнаружения айсбергов был основан на использовании явления эхо, т. е. явления отражения звуковой волны от препятствий. Так как скорость распространения звука в воде хороию известна, то, зная время, в течение которого звук в воде шел до препятствия и вернулся обратно, нетрудно определить это расстояние. [c.67]

Даже в случае длинного пламени высокого давления, выходящего из горелки с малым отверстием, когда, по всей видимости, как отверстие, так и пламя (когда оно не возмущено) вполне симметричны, есть основание считать, что характер разбиения извилистый, или несимметричный. Пожалуй, наиболее легким путем, приводящим к такому заключению, является исследование поведения пламени, предоставленного действию стоячих звуковых волн — таких, какие можно получить путем наложения на прямые волны, исходящие из источника, дающего чистый тон, волн, отраженных перпендикулярно от плоского препятствия, например от плоской стеклянной пластинки. На основании аналогии с капиллярными струями, — аналогии, которая распространялась многими писавшими по этому вопросу дальше, чем это допускалось обстоятельствами, — пламя должно было бы возбуждаться, когда отверстие находится в узле, где давление изменяется сильнее всего, и оставаться индифферентным в пучности, где давление совершенно не изменяется. Нетрудно было экспериментально 2) показать, что фактически происходит как раз обратное. Источником звука служил птичий манок ( 371), а наблюдения производились путем передвигания горелки вперед и назад перед отражателем до тех пор, пока не находилось положение, в котором пламя было наименее возмущено. Такие положения были очень хорошо определены, и измерения показали, что расстояния от отражателя пропорциональны натуральному ряду чисел 1, 2, 3 и т. д., а следовательно, соответствуют узлам. Если бы эти положения совпадали с пучностями, то расстояния должны были бы образовать ряд, пропорциональный нечетным числам—1, 3, 5 и т. д. Длина волны звука, определяе- [c.390]

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ АКУСТИКА — упрощённая теория распространения звука, пренебрегающая дифракционными явлениями (см. Дифракция звука). Г. а. основана на представлении о звуковых лучах, вдоль каждого из к-рых звуковая энергия распространяется независимо от соседних лучей. В однородной среде звуковые лучи — прямые линии. Г. а. позволяет рассматривать образование звуковых теней позади препятствий, отражение и преломление лучей на границе между средами или на границе между средой и препятствием (см. Отражение звука, Преломление звука), фокусировку Звука акустич. линзами и зеркалами, рефракцию лучей в неоднородных средах, рассеяние звука в статистически-неоднородных средах с крупномасштабными неоднородностями и т. д. Расчёт звуковых полей при помощи Г. а. даёт удовлетворительную точность только при длине волны звука, достаточно малой по сравнению с характерными размерами параметров задачи (как, напр., размерами препятствия, фокусирующей линзы). Г. а. неприменима или даёт значительную погрешность в областях, где вследствие волновой природы звука существенны дифракцион- [c.77]

ОТРАЖЕНИЕ ЗВУКА — явление, возникаюш ее при падении звуковой волны на препятствие и состояш,ее в образовании волны, распространя-юш е11СЯ от препятствия обратно в среду, из к-рой пришла падаюш,ая волна. В узком смысле термином О. з. пользуются в случаях, когда поведе-Н1те волн удовлетворяет законам геометрической акустики. Если законы последней неприменимы (препятствия малы по сравнению с длиной волны звука, шероховатые препятствия и т. д.), то говорят о рассеянии звука или дифракции звука на препятствии. [c.240]

Свойство звука отражаться от препятствий древние архитекторы использовали в своих сооружениях, а в некоторых случаях старались избавиться от него. В английском замке Вудсток эхо отчетливо повторяется 17 раз. Это значит, что время задержки прохождения звука с учетом многократных отражений настолько большое, что можно произнести 17 слогов, прежде чем эхо первого слога вернется обратно. А в итальянском замке близ Милана громко сказанное слово повторяется эхом [c.11]

В связи с широким применением акустических приборов на судах возникает необходимость вычислять звуковые поля излучателей звука, а также звуковые поля, прошедшие через корпус судна или отраженные от него. При этом приходится встречаться с расчетами, связанными со звукоизлучением различных поверхностей, дифракцией звука на препятствиях, прохождением звуковой волны через упругие пластины и оболочки. Основы теории, используемой при таких расчетах, изложены в хорошо известных руководствах (см., например, С. Н. Ржевкин Курс лекций по теории звука , Ф. Морз Колебания и звук , Е. Скучик Основы акустики ). [c.3]

Между прохождением звука через отверстие в экране и его отражением от плоского рефлектора той же формы, что и отверстие, имеется простое соопюшение, которым иногда мож1ю воспользоваться при эксперименте. Представим себе, что в Q, изображении Q в плоскости экрана, помещен источник, одинаковый с Р и в той же фазе, и предположим, что экран удален и заменен пластинкой, форма и положение которой в точности таковы же, как у отверстия мы знаем, что на эффект в Р от двух источников не влияет присутствие пластинки, так что колебание от Q, отраженное пластинкой, и колебание от Q, обошедшее кругом пластинки, дают в соединении такое же самое колебание, какое было бы получено от Q, если бы препятствия не было совсем. Но согласно допущению, которое мы сделали в начале этого раздела, колебание, беспрепятственно идун1,ее от р, можно рассматривать как состоящее из колебания, находящего себе путь вокруг пластинки, и колебания, которое прошло бы через отверстие той же самой формы в бесконечном экране таким образом, колебание от Q, прошедшее через отверстие, одинаково с колебанием от Q, отраженным от пластинки. [c.125]

По гипотезе акустических облаков можно ожидать различия в поведении звуков большой и короткой продолжительности оно заслуживает быть указанным здесь, поскольку, кажется, не отмечалось никем из прежних авторов. Так как при отражении и преломлении энергия не теряется, то интенсивность излучения непрерывно действующего источника звука (или света) на данном расстоянии не изменится, если окружить его облаком сферической формы, однородным по плотности потеря за счет промежуточных частей облака будет компенсирована отражением от тех, которые лежат за источником. Но если звук — небольшой продолжительности, облако может очень сильно уменьшить интенсивность его на расстоянии, за счет различия положений его отражающих частей и обусловленного этим различием удлинения продолжительности звука, хотя полная интенсивность, измеряемая интегралом во времени, может быть такой же, как если бы облака не было совсем. В этом, вероятно, заключается объяснение наблюдения Тиндаля, что различные виды сигналов не всегда сохраняют одинаковую эффективность. При определенной погоде выстрел гаубицы с трехфунтовым зарядом был слышен в большей области, чем свисток, труба или сирена , между тем как в другие дни превосходство сирены над пушкой обнаруживалось самым отчетливым образом . Следует, однако, заметить, что в той же самой серии экспериментов было найдено, что свойство звука выстрела орудия гаситься или отражаться ветром противоположного направления, так что он оказывается практически бесполезным уже на очень коротком расстоянии с наветренной стороны, резко выражено . Собственно рефракция должна быть одинаковой для звуков всякого рода, но по причине, объясненной выше, диффракция около края препятствия может быть менее эффективной для звука выстрела орудия, чем для неослабевающей ноты сирены. [c.139]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...