Излучение звука колеблющимися поверхностями

Формула Кирхгофа для звукового поля при наличии отражающей поверхности. До сих пор мы предполагали, что поле в пространстве-создается в результате излучения звука колеблющейся поверхностью, [c.23]

Излучение звука колеблющимися поверхностями. Предположим теперь, что источниками звука являются колеблющиеся поверхности, а объемные источники отсутствуют (рис. 24, б). В этом случае правая часть соотношения (14.2) обращается в нуль. Считая, что поверхность 5 состоит из двух поверхностей и 5., (на каждой из которых [c.80]

Поле внутри оболочки есть результат излучения звука колеблющейся поверхностью во внутреннюю область. Всюду конечное внутри оболочки решение имеет вид [c.306]

Отметим еще, что кроме вихревого звука, каким является голос моря , колеблющаяся водная поверхность морей и океанов служит гигантским (по площади) излучателем инфразвуковых волн более низкой частоты (доли герца) излучение при этом происходит в принципе аналогично излучению всякой колеблющейся поверхностью. Последнее время геофизики начинают проявлять интерес к такого рода инфразвукам, которые, возможно, могут играть некоторую роль в процессах, происходящих в земной атмосфере. [c.257]

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

Поскольку каждую точку колеблющейся поверхности можно рассматривать как самостоятельный источник шума, поверхность двойной площади излучает шум двойной интенсивности, то есть по уровню на 3 дБ выше. Это справедливо при условии, что амплитуды колебания обеих поверхностей в среднем одинаковы. Шум зубила на точильном колесе зависит от эффективности излучения звука как колесом, так и зубилом. Если какое-либо из этих тел способно совершать резонансные колебания значительной амплитуды— а это, безусловно, так, — то исходное возмущение, возникающее в точке касания зубила и колеса, возбудит эти резонансные колебания и звуковая энергия будет излучаться эффективно. К этому добавится также небольшой аэродинамический шум, обусловленный движением воздуха в неровностях поверхности точильного колеса, возмущаемого острием зубила. Чем больше колесо, тем выше интенсивность шума и тем более низкочастотным он окажется. Колесо больших размеров характеризуется не только более низкими резонансными частотами, но и большей способностью к излучению низкочастотных звуков. Напротив, зубило, обладающее малыми размерами, резонирует на высоких частотах и эффективно излучает только высокочастотные звуки. [c.107]

Излучение звука. Влияние размеров колеблющейся поверхности. Колеблющиеся тела обладают различной способностью излучать звуковые волны. Одни тела хорошо излучают звук, другие, даже совершая колебания с большими амплитудами, излучают плохо. [c.109]

Зависимость излучения звука от величины колеблющейся поверхности существенна также и для струны. Струна сама по себе излучает ничтожное количество звуковой энергии, поскольку её толщина мала по сравнению с излучаемой ею длиной звуковой волны. Излучение звука струнными инструментами— роялем, скрипкой, арфой и пр.— происходит только потому, что струны в точках их закрепления передают свои колебания корпусу инструмента, который вместе с воздухом, находящимся в нём, собственно и служит источником звука. [c.111]

Рассуждение, приведённое выше, хотя и даёт некоторое представление о роли величины колеблющейся поверхности при излучении звука, но является слишком грубым и упрощённым. Остановимся на этом вопросе несколько подробнее. [c.111]

Рупор. Эффективное излучение звука может происходить только в том случае, когда размеры колеблющейся поверхности больше длины излучаемой ею волны. На низких звуковых частотах эта задача решается при помощи рупора рупор даёт возможность получить эффективное излучение в сравнительно широкой полосе частот. [c.118]

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

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]

Выше мы рассматривали колеблющуюся поверхность (диск, поршень), вставленную в экран и излучающую звук в полупространство. При отсутствии экрана картина распределения звукового поля в пространстве существенным образом изменяется меняются и условия излучения такой поверхности. Свободно колеблющаяся поверхность представляет собой так называемый двойной источник , или Рис. 72. Характеристика направлен- акустический диполь. Проще ности акустического диполя. в его составить представление о таком диполе следующим образом. Представим себе два одинаковых по интенсивности источника звука, например два пульсирующих шара, находящихся друг от друга на расстоянии Пусть эти шары колеблются в противофазе — когда один из них создаёт сжатие, другой создаёт разрежение. Такая комбинация источников и называется двойным источником , или акустическим диполем. На рис. 72 показана характеристика направленности акустического диполя она имеет вид восьмёрки, причём звуковое поле в направлении, перпендикулярном к линии, соединяющей источники, отсутствует. Такая характеристика направленности является результатом интерференции. [c.124]

Условия излучения звука и ультразвука в жидкость значительно более благоприятны, чем излучение в воздух. Это обстоятельство наряду с малым поглощением ультразвука в воде имеет очень большое значение для практических применений ультразвука в подводной акустике. Средняя акустическая мощность, излучаемая колеблющейся поверхностью, размеры которой велики по сравнению с длиной волны, определяется выражением [c.289]

Излучение звука. Влияние размеров колеблющейся поверхности. Колеблющиеся тела обладают различной способностью излучать звуковые волны. Одни тела хорошо излучают звук, другие, даже совершая колебания с большими амплитудами, излучают плохо. Способность излучать звук зависит от размеров поверхности тела. Чем больше поверхность колеблющегося тела, тем лучше оно излучает звук. [c.112]

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]

Излучение пульсирующего шара. В теории звука исследуются сильно идеализированные излучатели, т. е. колеблющиеся поверхности сравнительно простой формы при функции распределения (3.2) более или менее простого типа. Но даже и в этих условиях основные задачи решаются нелегко и требуют применения довольно громоздкого математического аппарата. [c.91]

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]

Описанные выше магнитострикционные стержни и закрытые по концам пластинами трубки при возбуждении в них продольных колебаний излучают звук своими торцевыми поверхностями. Однако иногда, например в гидроакустике, встает вопрос о равномерном излучении звука во всех направлениях в некоторой плоскости или о придании излучателю особой диаграммы направленности. Ненаправленное излучение можно получить, выполняя вибратор в виде кольца и возбуждая в нем при помощи магнитострикции радиальные колебания, при которых средняя линия кольца образует окружность периодически меняющегося радиуса, а поперечные сечения колеблются без вращения ). При этом наружная поверхность кольца излучает звук по радиусам. Собственные частоты колеблющегося таким образом кольца определяются 4 рмулой [c.49]

Чтобы такое устройство обладало возможно большим акустическим к. п. д., нужно в первую очередь свести до минимума потери, связанные с переходом звуковых волн из кристалла в жидкость и с излучением звука в стенки сосуда, содержащего жидкость. Таким образом, встает вопрос о наилучшей связи жидкости с поверхностью кристалла и об уменьшении связи между жидкостью и стенками сосуда. На фиг. 143 схематически изображена конструкция, предложенная Холлом и Фраем. Пьезоэлектрический кристалл К, например колеблющийся по длине кристалл ADP, укреплен в передней стенке сосуда В, изготовленного из бальзового дерева. Задняя стенка сосуда выполнена в виде передвижного поршня Ry отражающая поверхность которого также покрыта бальзовым деревом. Весь сосуд заполнен ртутью, причем при перемещении поршня ртуть может вытесняться в дополнительный объем V через несколько имеющихся сбоку отверстий О. Для устранения слоя воздуха между жидкостью и кристаллом на поверхность последнего наклеена металлическая фольга М толщиной 0,05 мм, причем особые меры принимаются к тому, чтобы и в клее не содержалось пузырьков воздуха. Первые же опыты показали, что в качестве фольги лучше всего применять серебряно-палладиевый сплав (60% Ag [c.129]

Снижение амплитуды резонансов может предупредить нежелательное и иногда существенное усиление шума, но зачастую еще более важно снизить эффективность излучения. Вспомним, что каждую точку излучающей поверхности можно рассматривать как отдельный самостоятельный точечный источник звука. Отсюда вытекают два следствия. Во-первых, на краях поверхности можно ожидать деструктивной интерференции (ем. рис. 31) во-вторых, вдвое большая поверхность, колеблющаяся с той же амплитудой, что и меньшая, будет излучать вдвое большую энергию, то есть создаст уровень шума на 3 дБ выше. Ударив по камертону и держа его в руке, мы получим едва слышный звук, что обусловлено как интерференцией звуков, создаваемых его двумя ножками, так и малой поверхностью ножек. Прижав рукоятку камертона к столу, мы обнаружим возрастание уровня звука. Это объясняется тем, что колебательная энергия передается доске стола, которая сама начинает колебаться [c.244]

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]

Интенсивность излучения второго звука в рассмотренном случае оказывается ничтожно малой — пропорциональной квадрату коэффициента теплового расширения. Колеблющаяся указанным способом плоскость излучает в основном первый звук. Это легко понять, если обратить внимание на то, что на поверхности твердого тела = а второй звук связан с наличием разности [c.71]

Представим себе шар, центр которого неподвижен, а радиус периодически изменяется, так что каждая точка поверхности совершает синусоидальное колебательное движение в направлении радиуса. Нетрудно видеть, что в силу симметрии излучаемая волна будет сферической. Механизм излучения, как и для любого другого колеблющегося тела, состоит в том, что поверхность излучателя, смещаясь, сжимает прилегающие к ней слои среды. Эти слои воздействуют на соседние, и возмущение распространяется во все стороны от шара, причем вследствие инерции среды распространение совершается не мгновенно, а с уже известной нам конечной скоростью — скоростью звука. Займемся теперь количественным описанием явлений, вводя но ходу дела необходимые определения. [c.269]

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]

С описанными свойствами звуковых волн в гелии И тесно связан и вопрос о различных способах их возбуждения ( , М. Лиф-шиц, 1944). Обычные механические способы возбуждения звука (колеблющимися твердыми телами) крайне невыгодны для получения второго звука в том смысле, что интенсивность излучаемого второго звука ничтожно мала по сравнению с интен-сив(1остью одновременно излучаемого обычного звука. В гелии II возможны, однако, и другие, специфические для него способы возбуждения звука. Таково излучение твердыми поверхностями с периодически меняющейся температурой интенсивность излучаемого второго звука оказывается здесь большой по сравнению с интенсивностью первого звука, что естественно ввиду указанного выще различия в характере колебаний температуры в этих волнах (см. задачи 1 и 2). [c.727]

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]

Таким образом, мы пришли к выводу, что чем ниже частота звука, тем больше длина звуковой волны и тем ббльщие размеры должна иметь колеблющаяся поверхность тела, чтобы происходило достаточно мощное излучение звука. Однако при низких частотах практически невозможно использовать размеры поверхности, ббльшие длины волны, так как эта поверхность получилась бы слишком большой. Например, при частоте 50 гц длина волны звука в воздухе составляет около 7 м. Поэтому для усиления излучения звука низких частот вместо увеличения размеров поверхности применяют другие способы, о которых мы скажем несколько позже. [c.112]

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]

В поршне с закрытой задней поверхностью, изображенном на рис. 9,6, нейтрализация звукового давления, создаваемого передней поверхностью поршня, отсутствует. Однако на низких частотах звуковое давление, создаваемое таким поршнем, меньше, чем звуковое давление, создаваемое поршнем, колеблющимся в бесконечной стене. Это происходит за счет того, что в первом случае энергия аэлучается в окружающую среду а пределах телесного угла 4я, в то время как во втором она излучается только в пределах угла 2я. На высоких частотах рач-ница будет небольшой из-за направленности излучения,, о чем будет сказано далее, Следовательно, для излучения звуков низких частот важно помещать поршень в большой экран. [c.17]

В этой связи следует упомянуть об опытах Слеймейкера и Холи [4110, 4112], которые располагали перед колеблющимся в воздухе кристаллом специальную диафрагму (пер4юрирован-ную металлическую пластинку, проволочную сетку) и, подбирая расстояние от поверхности кристалла до диафрагмы в соответствии с частотой излучаемого звука, увеличивали излучение кристалла. В известном смысле такое устройство является аналогией просветляющего слоя. При правильном расстоянии между кристаллом и диафрагмой звуковые волны, отраженные от диафрагмы и вновь отраженные от поверхности кристалла, складываются с волнами, проходящими сквозь диафрагму. Слеймейкер и Холи смогли описанным способом в 3 раза увеличить звуковое давление, развиваемое кристаллом ADP в воздухе на частоте 77 кгц. [c.113]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...