Звуковые волны — Длины

Рис. 10.18. Звуковые волны, образуемые неподвижным источником S испускает сферические Звуковые волны с длиной волны Я,о, частотой vo и скоростью Ogg

Наиболее удобный метод определения скорости звуковых волн основан на измерении длины стоячих звуковых волн (см. ниже, 167). Эти измерения дали результаты, согласные с формулой (20.1), и показали, что скорость звуковых волн разной длины в воздухе одна и та же, т. е. что для звуковых волн в воздухе дисперсия отсутствует. Вместе с тем эти измерения подтвердили, что фазовая скорость звуковых волн совпадает со скоростью распространения отдельного продольного импульса. (Оба эти результата, как уже указывалось в 153, тесно связаны между собой.) Скорость звука в воздухе при температуре 0° равна (как и скорость отдельного импульса) 334 м/сек. Таким образом, частотам от 20 до 20 ООО гц, составляющим пределы звукового диапазона, соответствуют звуковые волны в воздухе длиной примерно от 15 м до 15 мм. [c.721]

Если неоднородность имеет объем V, а ее сжимаемость и плотность отличаются на Дх и Дб от соответствующих величин (х и б) для окружающей среды, то эффективное сечение рассеяния звуковых волн с длиной Я определяется выражением [c.110]

Таким образом, для волн на глубокой воде скорость их движения зависит от длины волны явление это называется дисперсией. В отличие от волн на воде звуковые волны разной длины (или частоты) распространяются в воздухе с одной и той же скоростью, т. е без дисперсии. [c.36]

Звуковые волны распространяются с определённой скоростью с, её называют скоростью звука. Между скоростью распространения звуковых волн с, длиной волны X и частотой / (или периодом Т) существует зависимость, о которой мы уже говорили в первой главе [c.56]

Говоря о волнах на поверхности воды, мы отмечали, что скорость распространения таких волн зависит от длины волны, т. е. что для них имеет место дисперсия. Звуковые волны различной длины и, следовательно, различной частоты распространяются в воздухе с одной и той же скоростью. Таким образом, при распространении звука в воздухе явление дисперсии не наблюдается. [c.62]

Частота колебаний связана определенным соотношением со скоростью распространения звуковой волны и длиной волны [c.48]

Ступенчатый фильтр, пропускающий низкие тона. Так как среди звуковых волн различной длины всегда есть такие, которые при отражении не ослабевают (заглушение равно нулю), например, когда длина ячейки точно равна половине длины подлежащей заглушению звуковой волны или кратной этой длине величины ( /4Х) (фиг. И), то для получения равной степени заглушения различных частот используются ступенчатые фильтры с постоянной граничной частотой 2/ [c.272]

Коэффициент поглощения можно оценить и из физических соображений. Согласно формуле (1.94), энергия, диссипируемая в 1 см в 1 сек, складывается из двух частей, отвечающих вязкости и теплопроводности. В звуковой волне с длиной волны Я эти величины — порядка и хАТ Д . Здесь и — амплитуда скорости, а А Г — амплитуда изменения температуры в волне (последняя пропорциональна и). Энергия звука в 1 см есть QoU . Доля энергии, которая поглощается в 1 сек, состоит из двух слагаемых. Член, связанный с вязкостью, порядка r u /i, ) Qou r lQo k Ц(л /с до-Но в 1 сек звук проходит расстояние с, так что коэффициент поглощения на единице длины порядка Yi t](o / qo- Коэффициент поглощения на [c.70]

Особенности акустической голографии. В акустич. Г. запись голограммы осуществляется на звуковых волнах с длиной волны зв, а восстановление происходит в оптич. диапазоне при значительно меньшей длине волны [c.94]

Микрофон, уменьшающий шумы,— это еще один тип, который, подобно направленным микрофонам, основан на эффекте акустической интерференции (т, е. на дифференцировании нежелательных звуков благодаря различию между длиной звуковой волны и длиной акустического тракта). Микрофоны этого типа предназначены для работы вблизи рта говорящего человека, и большие исследования были проведены радиовещательной корпорацией Би-би-си для разработки губных микрофонов такого типа. [c.279]

I—путь светового луча в звуковой волне с длиной волны X, k—постоянная, зависящая от показателя преломления, плотности жидкости и ско- [c.283]

Рассмотрим распространение звуковой волны вдоль длинной узкой трубки. Под узкой подразумевается трубка, ширина которой мала по сравнению с длиной волны. Сечение трубки может меняться вдоль её длины как по форме, так и по площади. Важно только, чтобы это изменение происходило достаточно медленно, — площадь S сечения должна мало меняться на расстояниях порядка ширины трубки. [c.359]

При достаточно высоких частотах акустическая длина волны становится настолько малой, что начинает приближаться к длине свободного пробега молекул газа. В этом случае основное уравнение для с (3.36) и уравнения для ак-г и ао перестают выполняться, так как все они получены в предположении, что газ представляет собой непрерывную среду. Согласно кинетической теории, тепловая скорость молекул в газе имеет тот же порядок, что и скорость звука. Таким образом, если длина звуковой волны по порядку величины приближается к средней длине свободного пробега, то звуковая частота должна приближаться к частоте соударений между молекулами. Это очень высокая частота порядка 10 Гц, так как средняя длина свободного пробега при комнатной температуре составляет величину порядка 100 нм. В акустической термометрии столь высокие частоты никогда не применяются, самая высокая частота, на [c.105]

Найдите длину звуковой волны в воздухе при частоте 2000 Гц. Скорость звука в воздухе 343 м/с. [c.295]

Эта формула применима постольку, поскольку определяемый ею коэффициент поглощения мал должно быть мало относительное убывание амплитуды на расстояниях порядка длины волны (т. е. должно быть ус/ш < 1). На этом предположении по существу основан изложенный вывод, так как мы вычисляли диссипацию энергии с помощью незатухающего выражения для звуковой волны. Для газов это условие фактически всегда выполнено. Рассмотрим, например, первый член в (79,6). Условие ус/ < 1 означает, что должно быть vo)/ < 1. Но, как известно из кинетической теории газов, коэффициент вязкости v газа — порядка величины произведения длины свободного пробега / иа среднюю тепловую скорость молекул последняя совпадает по порядку величины со скоростью звука в газе, так что v 1с. Поэтому имеем [c.424]

Свойства акустического течения наиболее типичным образом проявляются в условиях, когда характерная длина задачи (размеры препятствий или области движения) малы по сравнению с длиной звуковой волны, к, но в то же время велики по сравнению с введенной в 24 глубиной проникновения вязких волн [c.430]

Руководствуясь ЭТОЙ звуковой аналогией , можно сразу же написать искомое выражение для потенциала скорости газа, воспользовавшись выражением (74,15) для потенциала излучаемых пульсирующим источником цилиндрических звуковых волн (на расстояниях, больших по сравнению с размерами источника), заменив в последнем t на ж/р. Пусть 5 (х) —площадь сечения тела плоскостями, перпендикулярными к направлению обтекания (оси х), а длина тела в этом направлении пусть будет / начало координат выберем в переднем конце тела. Тогда будем иметь [c.644]

Таким образом, принцип Гюйгенса сводится к геометрическому методу построения. В нем не находит себе употребления понятие длины волны, вследствие чего остаются неистолкованными явления при малых размерах отверстия, ограничивающего световую волну нет также объяснения тому факту, что звуковые волны не следуют, вообще говоря, закону прямолинейного распространения. Принцип Гюйгенса в это.м первоначальном виде применим, следовательно, лишь в области геометрической оптики. [c.20]

Опыты по определению скорости звука, его частоты и длины звуковой волны могли бы подтвердить сказанное. [c.435]

В случае когда возмущение параметров, определяющих процесс течения, невелики и длительность возмущений значительно превосходит время распространения звуковой волны по длине пучка, уравнения газовой динамики (1.38), (1.39) можно записать в квазистационарном приближении, используя вместо уравнения неразрьшности (1.39) соотношение для расхода теплоносителя вида [8, 28] [c.134]

Электронная а к у с т и ч. нелинейность. Рассмотренные выше эффекты относились к распространению достаточно слабого УЗ. С повышением интенсивности звуковой волны всё большую роль начинают играть нелинейные эффекты, искажающие её форму, ограничиваю1цие рост её интенсивности при усилении или уменьшающие её затухание. В проводящих средах, помимо обычного решёточного энгармонизма, существует специфич. механизм нелинейности, связанный с захватом электронов проводимости в минимумы потенциа.тьной энергни электрич. ноля, сопровождающего акусгнч. волну (т. н. электронная акустич. нелинейность). В полупроводниках такой механизм нелинейности становится существенным ири иптепсивностях УЗ, значительно меньших тек, при к-рых сказывается ангармонизм решётки, характерный для диэлектриков. Захват электронов электрич. полом волны приводит к разд. эффектам в зависимости от соотношения между длиной звуковой волны и длиной свободного пробега злектрона. [c.58]

Впрочем, существует и другой, более научный подход к колебанию струны, позволяющий выявить сходство струны с трубой. Если взять очень длинную слабонатянутую струну и ущипнуть ее у одного конца, то созданное щипком смещение побежит вдоль струны, подобно звуковой волне в длинной трубе. И тЬчно так же, достигнув конца струны, смещение отразится и побежит в обратную сторону. Если вместо однократного щипка непрерывно возбуждать колебания струны, отраженная волна будет накладываться на исходную и струна будет выглядеть подобно подвижному графику стоячей волны в трубе. Учитывая последовательные отражения от обоих концов струны, можно понять, каким образом струна совершает резонансные колебания такие, как воздух в трубе, с тем отличием, что пучности и узлы соответствуют не точкам большого и малого давления, как в трубе, а точкам максимального и нулевого смещений. Резонансная частота струны также обратно пропорциональна ее длине. [c.45]

Отношение характерной величины градиента V (р — Ро) в уравнении (44) к характерной величине р — Ро равно 2я/Х, где % — характерная длина волны. Следовательно, влияние стлы тяжести на любую звуковую волну с длиной волны %, много меньшей, чем lg, оказывается пренебрежимо малым. Для воздуха отношение /g равно приближенно 12 км, так что влияние силы тяжести пренебрежимо мало для всех обычных звуковых волн. В атмосфере оно может оказаться значительным лишь при распространении очень медленных флуктуаций давления с периодами в несколько секунд (и, следовательно, длиной волны в несколько километров). Для воды отношение /g достигает величины 2С0 км, что практически исключает какое-либо влияние силы тяжести на звуковые волны даже в таких больших объемах воды, как океан. [c.25]

Нелинейная теория распространения простой волны развита в предыдущих разделах2.8—2.12 для любой жидкости, имеющей нри отсутствии возмущений однородные физические характеристики, помещенной внутри трубы или канала с постоянным невозмущенным поперечным сечением. При этих условиях основные свойства простой волны, пока она остается непрерывной, легко устанавливаются для задач с начальными условиями с помощью уравнений (156)—(163), а для задач с граничными условиями — с помощью уравнений (168)—(171), в то время как соответствующий сдвиг волнового профиля развивается согласно уравнениям (184)—(191). Хотя образование разрыва проанализировано выше только в двух случаях (для плоских звуковых волн и длинных волн в открытых каналах), эти случаи наводят на мысль, что любое распространение простой волны, создающее лишь слабые разрывы, может быть описано с высокой точностью введением в полученный однородным сдвигом непрерывный волновой профиль (для обеспечения его однозначности) разрывов, сохраняющих площадь. [c.228]

Ультразвук (УЗ) — упругие колебания и волны, частота к-рых превышает (1,5—2)-10 Гц (15—20 кГц). Нижняя граница области УЗ-вых частот отделяюш ая её от области слышимого звука, определяется субъективными свойствами человеческого слуха и является условной, поскольку верхняя граница слухового восприятия человека имеет значительный разброс для различных индивидуумов. Верхняя граница УЗ-вых частот обусловлена физич. природой упругих волн, к-рые могут распространяться лишь в материальной среде, т. е. при условии, что длина волны значительно больше длины свободного пробега молекул в газах или межатомных расстояний в жидкостях и твёрдых телах. Поэтому в газах верхнюю границу частот УЗ определяют из условия приблизительного равенства длины звуковой волны и длины свободного пробега молекул при нормальном давлении она составляет 10 Гц в жидкостях и твёрдых телах определяюш им является равенство длины волны межатомным расстояниям, и граничная частота достигает 10 —10 Гц. В зависимости от длины волны и частоты УЗ обладает специфич. особенностями излучения, приёма, распространения и применения, поэтому область УЗ-вых частот удобно подразделить на три подобласти низкие УЗ-вые частоты (1,5 10 —10" Гц), средние (10 —10 Гц) и высокие (10 —10 Гц). Упругие волны с частотами 10 —10 Гц принято называть гиперзвуком. [c.9]

Проведенные опыты демонстрируют проявление независимого термоосцилляционного механизма генерации конвективного течения, характеризующегося параметром R , = /)Q2( 0)2/j3/2y Обсуждая возможные механизмы возбуждения термоосцилляционной конвекции в колеблющемся столбе, следует исключить из рассмотрения эффекты, связанные с резонансом акустических волн [5, 6], поскольку в условиях проведенных экспериментов длина звуковой волны перевосходит длину канала и, уж тем более, размер конвективных валов. Термоанемометрические измерения показывают однородность пульсационного поля скоростей (амплитуды колебаний) по всей длине канала. Однородность поршневых колебаний по длине канала подтверждается также тем, что возбуждение конвективных структур происходит одновременно по всей его длине (это показывают тепловые измерения и визуальные наблюдения). Поэтому можно сделать вывод, что сжимаемость воздуха, используемого в качестве рабочей среды, не играет существенной роли. [c.28]

Люка и Бикар [1242, 1243] рассчитали искривление и траекторию параллельного пучка света,, падающего перпендикулярно на звуковую волну с длиной волны X, которая распространяется в направлении оси г. При этом было сделано [c.185]

Речь может итти, например, о движении тела в жидкости, по которой распространяется звуковая волна с длиной волны, большой по сравнению с размерами тела. [c.52]

Распространение звуковых и ультразвуковых волн в аэрозолях было исследовано многими авторами [634]. Сьюэлл рассмотрел случай малых (меньше, чем длина звуковой волны) твердых сферических частиц при условии, что величина со (2a) /v велика [c.255]

Плоская волна отличается тем свойством, что направленпс ее распространения и ее амплитуда одинаковы во всем пространстве. Произвольные звуковые волны этим свойством, конечно, не обладают. Однако возможны случаи, когда звуковую волну, ие являющуюся плоской, в каждом небольшом участке пространства можно рассматривать как плоскую. Для этого необходимо, чтобы амплитуда и направление волны почти не менялись на протяжении расстояний порядка длины волны. [c.365]

В таком случае можно разделить поверхность тела на участки, размеры которых, с одной стороны, настолько малы, что их можно приближенно считать плоскими, но, с другой стороны, асе же велики по сравнению с длиной волны. Тогда можно считать, что каждый такой участок излучает при своем движении плоскую волну, скорость жидкости в которой равка просто нормальной компоненте и скорости данного участка поверхности. Н средний поток энергии в плоской волне равен (см. 65) pu где V — скорость л<идкости в волне. Подст.шляя v = iin и интегрируя по всей поверхности тела, приходим к результату, что средняя излучаемая телом в единицу времени в ввде звуковых волн энергия, т. е. полная интенсивность излучаемого [c.394]

Основная часть энергии турбулентного движения заключена в частотах ufl, отвечающих основному масштабу турбулентности / и — характерная скорость движения (см. 33). Таковы же будут, очевидно, и основные частоты в спектре излучаемых звуковых волн. Соответствующие же длины волн X lju > /. [c.407]

Определить акустическое течение в пространстве между двумя плоскопараллельными стенка.мп (плоскости у = О п (/ = /i), в котором имеется стоячая звуковая волна (80,3). Расстояние А между плоскостями (играющее роль хяракгерной длины I) удовлетворяет условиям (80,1) (Rayleigh, 1883), Решен и е. Ввиду малости скорости искомого стационарного дви- кения ю сравнению со скоростью звука, его можно считать несжимаемым. Более того, ввиду предполагаемо сколь угодной малости скорости о в звуковой волне (а вместе с ней и скорости о/с). в уравнении двил4еиия можно пренебречь квадратичными членами-). Тогда уравнение (15,12) для [c.432]

Воспользуемся указанной в 123 звуковой аналогией трёхмерная задача о стационарном обтекании тонкого тела с переменным сечением S x) эквивалентна нестационарной двухмерной задаче об излучении звуковых волн коитуром, площадь которого меняется со временем по закону S(ji ) роль скорости звука играет при этом величина ui(M —1) нли при больших М просто l. Подчеркнем, что единственное условие, обеспечивающее эквивалентность обеих задач, заключается в малости отношения 8/1, что дает возможность рассматривать небольшие вдоль длины тела кольцевые участки его поверхности как цилиндрические. При больших Мь однако, скорость распространения излучаемых волн сравнима по величине со скоростью частиц газа в них (ср. конец 123), и потому задача должна решаться на основе точных, нелинеаризованных уравнений. [c.658]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...