что такое акустика в физике

АКУСТИКА

Новый этап развития А. начался в 20-е гг. 20 в. в связи с развитием радиотехники и радиовещания, к-рые вызвали необходимость разработки методов и средств преобразвания эл.-магн. энергии в акустическую, и обратно. В связи с развитием электроники и физики строения вещества возникли новые направления в А.

В совр. А. можно выделить ряд разделов. Общие закономерности излучения, распространения и приёма упругих колебаний п волн изучает теория звука, широко использующая матем. методы, разработанные в общей теории колебаний и волн. Наряду с волновым подходом для рассмотрения задач распространения звука в определ. условиях (малость длины волны по сравнению с масштабом препятствий) пользуются и представлениями о звуковых лучах. По этому методич. признаку из общей теории звука выделяется раздел лучевой А., или геометрической акустики (аналогично геом. оптике).

Применительно к различным характерным моделям сред распространения волн и адекватным им методам рассмотрения акустич. полей сформировались такие направления теории звука, как статистич. А., акустика движущихся сред, кристаллоакустика. Быстро развивается нелинейная акустика, связанная с изучением волн большой амплитуды, для к-рых свойства среды нельзя, как при классич. подходе, считать неизменными; сами звуковые волны большой интенсивности возмущают среду, вследствие чего нарушается принцип суперпозиции и возникает взаимодействие разл. волновых мод. Развитие нелинейной А. обусловлено, в частности, мощным техн. прогрессом и возникшей необходимостью рассмотрения излучения звука источниками большой мощности.

Электроакустика изучает вопросы эл.-акустич. преобразований и связана со всеми др. областями А., т. к. аппаратура для разл. видов акустич. измерений, как правило, базируется на преобразовании акустич. сигналов в электрические, а способы излучения звука в большинстве случаев основаны на преобразовании электрич. энергии в акустическую. К электроакустике относится и изучение фундам. физ. вопросов, связанных с эффектами эл.-механич. и эл.-акустич. преобразований в веществе, поэтому здесь она тесно смыкается с физ. А.

К прикладным областям А. можно отнести архитектурную А., строительную А., музыкальную А., а также весьма большой раздел совр. А., связанный с изучением шумов и вибраций и созданием методов борьбы с ними. Изучение аэродинамич. генерации шумов большой интенсивности относится к проблемам нелинейной акустики; здесь имеется также самая тесная связь с совр. аэродинамикой, так что иногда говорят о спец. разделе А.- аэроакустике.

Огромное прикладное значение как в технике физ. эксперимента, так и в промышленности, на транспорте, в медицине и др. имеет т. н. УЗ-техника (см. Ультразвук). В устройствах УЗ-техники используются как ультразвуковой, так и гиперзвуковой, а частично и звуковой диапазоны частот. УЗ применяется как средство воздействия на вещество (напр., УЗ-технология в промышленности, терапия и хирургия в медицине), для получения информации (контрольно-измерит. применения УЗ, УЗ-диагностика, гидролокация), обработки сигналов ( акустоэлектроника, акустооптика).

Особый раздел А.- биол. А.- занимающаяся вопросами распространения акустич. волн в живых тканях, воздействия УЗ на биоткань, изучением звукоизлучающих и звукопринимающих органов у живых организмов. Исследованием органов ипроцессов звуковосприятия и звукоизлучения у человека, а также проблемами речеобразования, передачи и восприятия речи занимается физиологич. и психологич. А. Результаты этих исследований используются в звукотехнике, архитектурной А., при разработке систем передачи речи, в теории информации и связи, в музыке, медицине, биофизике и т. п.

Лит.: Стретт Дж. В. (лорд Рэлей), Теория звука, пер. с англ., 2 изд., т. 1-2, М., 1955; Михайлов И. Г., Соловьев В. А., Сырников Ю. П., Основы молекулярной акустики, М., 1964; Физическая акустика, [под ред. У. Мэзона и Р. Терстона], пер. с англ., т. 1-7, М., 1966-74; Физика и техника мощного ультразвука, под ред. Л. Д. Розенберга, [кн. 1-3], М., 1967-70; Исакович М. А., Общая акустика, М., 1973; Эльпинер И. Е., Биофизика ультразвука, М., 1973; Руденко О. В., Солуян С. И., Теоретические основы нелинейной акустики, М., 1975; Скучик Е., Основы акустики, пер. с англ., т. 1-2, М., 1976; Тэйлор Р., Шум, [пер. с англ.], М., 1978; Урик Р. Д., Основы гидроакустики, пер. с англ., Л., 1978; Бреховских Л. М., Лысанов Ю. П., Теоретические основы акустики океана, Л., 1982; Xаясака Т., Электроакустика, пер. с япон., М., 1982. И. П. Голямина.

Источник

Акустика

Аку́стика (от греч. ἀκούω (аку́о) — слышу) — наука о звуке, изучающая физическую природу звука и проблемы, связанные с его возникновением, распространением, восприятием и воздействием. Акустика является одним из направлений физики (механики), исследующих упругие колебания и волны от самых низких (условно от 0 Гц ) до высоких частот. [1]

Акустика является междисциплинарной наукой, использующей для решения своих проблем широкий круг дисциплин: математику, физику, психологию, архитектуру, электронику, биологию, медицину, гигиену, теорию музыки и другие.

Иногда (в обиходе) под акустикой понимают также акустическую систему — электрическое устройство, предназначенное для преобразования тока переменной частоты в звуковые колебания при помощи электро-акустического преобразования. Также термин акустика применим для обозначения колебательных свойств, связанных с качеством распространения звука в какой-либо системе или каком-либо помещении, например, «хорошая акустика концертного зала».

Содержание

Основные направления современной акустики

Интересными направлениями исследования в акустике на макроскопическом уровне являются

На микроскопическом уровне упругое колебание среды описывается фононами — коллективными колебаниями атомов или ионов. В металлах и полупроводниках такие колебания ионов приводят и к колебаниям электронной жидкости, то есть, на макроскопическом уровне, звук может порождать электрический ток. Подраздел акустики, изучающий такие явления и возможности их использования, называется акустоэлектроникой.

Другое близкое по духу направление исследования — акустооптика, то есть изучение взаимодействия звуковых и световых волн в среде, в частности, дифракция света на ультразвуке.

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

Общая (физическая) акустика • Геометрическая акустика • Психоакустика • Биоакустика • Электроакустика • Гидроакустика • Ультразвуковая акустика • Квантовая акустика (акустоэлектроника) • Акустическая фонетика (Акустика речи)
Прикладная акустикаАрхитектурная акустика (Строительная акустика) • Аэроакустика • Музыкальная акустика • Акустика транспорта • Медицинская акустика • Цифровая акустика
Смежные направленияАкустооптика
Геометрическая оптика • Физическая оптика • Волновая оптика • Квантовая оптика • Нелинейная оптика • Теория испускания света • Теория взаимодействия света с веществом • Спектроскопия • Лазерная оптика • Фотометрия • Физиологическая оптика • Оптоэлектроника • Оптические приборы
Смежные направленияАкустооптика • Кристаллооптика
Общая (физическая) акустика • Геометрическая акустика • Психоакустика • Биоакустика • Электроакустика • Гидроакустика • Ультразвуковая акустика • Квантовая акустика (акустоэлектроника) • Акустическая фонетика (Акустика речи)
Прикладная акустикаАрхитектурная акустика (Строительная акустика) • Аэроакустика • Музыкальная акустика • Акустика транспорта • Медицинская акустика • Цифровая акустика
Смежные направленияАкустооптика
что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике Методы сжатия
Теория
ИнформацияСобственная · Взаимная · Энтропия · Условная энтропия · Сложность · Избыточность
Единицы измеренияБит · Нат · Ниббл · Хартли · Формула Хартли
Без потерь
Энтропийное сжатиеАлгоритм Хаффмана · Адаптивный алгоритм Хаффмана · Алгоритм Шеннона — Фано · Арифметическое кодирование (Интервальное) · Коды Голомба · Дельта · Универсальный код (Элиаса · Фибоначчи)
Словарные методыRLE · Deflate · LZ (LZ77/LZ78 · LZSS · LZW · LZWL · LZO · LZMA · LZX · LZRW · LZJB · LZT)
ПрочееRLE · CTW · BWT · MTF · PPM · DMC
Аудио
ТеорияСвёртка · PCM · Алиасинг · Дискретизация · Теорема Котельникова
МетодыLPC (LAR · LSP) · WLPC · CELP · ACELP · A-закон · μ-закон · MDCT · Преобразование Фурье · Психоакустическая модель
ПрочееКомпрессор аудиосигнала · Сжатие речи · Полосное кодирование
Изображения
ТерминыЦветовое пространство · Пиксель · Субдискретизация насыщенности · Артефакты сжатия
МетодыRLE · DPCM · Фрактальный · Вейвлетный · EZW · SPIHT · LP · ДКП · ПКЛ
ПрочееБитрейт · Test images · PSNR · Квантование
Видео
ТерминыХарактеристики видео · Кадр · Типы кадров · Качество видео
МетодыКомпенсация движения · ДКП · Квантование · Вейвлетный
ПрочееВидеокодек · Rate distortion theory (CBR · ABR · VBR)

Полезное

Смотреть что такое «Акустика» в других словарях:

АКУСТИКА — (от греч. akustikos слуховой, слушающийся), область физики, исследующая упругие колебания и волны от самых низких частот (условно от 0 Гц) до предельно высоких частот (1011 1013 Гц), их вз ствия с в вом и разнообразные применения. А. одна из… … Физическая энциклопедия

Акустика — Акустика. Спектры звука различных музыкальных инструментов. АКУСТИКА (от греческого akustikos слуховой), в широком смысле раздел физики, исследующий упругие волны от самых низких частот до самых высоких (1012 1013 Гц); в узком смысле учение о… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

АКУСТИКА — (от греческого akustikos слуховой), в широком смысле раздел физики, исследующий упругие волны от самых низких частот до самых высоких (1012 1013 Гц); в узком смысле учение о звуке. Общая и теоретическая акустика занимаются изучением… … Современная энциклопедия

АКУСТИКА — (от греч. akustikos слуховой) в широком смысле раздел физики, исследующий упругие волны от самых низких частот до самых высоких (1012 1013 Гц); в узком смысле учение о звуке. Общая и теоретическая акустика занимаются изучением закономерностей… … Большой Энциклопедический словарь

АКУСТИКА — (от греч. akuein слышать). Часть физики, излагающая законы и свойства звуков. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АКУСТИКА 1) учение о звуке (часть физики); 2) условие для слышания; напр., акустика залы … Словарь иностранных слов русского языка

АКУСТИКА — (от греч. akouo слушаю), учение о звуке, одна из древнейших и наиболее развитых отраслей физики. Акустика может быть разделена на 1) общую, 2) физиологическую, 3) атмосферную, 4) архитектурную, 5) музыкальную. Общая акустика изучает процессы… … Большая медицинская энциклопедия

акустика — соника Словарь русских синонимов. акустика сущ., кол во синонимов: 12 • автоакустика (1) • … Словарь синонимов

акустика — и ж. acoustique f., нем. Akustik <лат. acustica. <гр. 1700. Лексис. 1. физ. Наука. Свойства звука, учение о воспящении гласа, о трубах, чрез которые говорят и прочая предлагается в акустике. Уч. П. 2 54. Акустика или наука звонов,… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

АКУСТИКА — АКУСТИКА, наука о звуке, преимущественно о свойствах звуковых волн. Архитекторы учитывают требования акустики при проектировании общественных зданий, таких как концертные и лекционные залы, чтобы обеспечить более отчетливое звучание. Инженеры… … Научно-технический энциклопедический словарь

АКУСТИКА — АКУСТИКА, акустики, мн. нет, жен. (от греч. akustikos слуховой). 1. Отдел физики, изучающий звук. 2. Условия слышимости музыки или речи в помещениях. В этом зале нельзя устраивать концертов вследствие его плохой акустики. Толковый словарь Ушакова … Толковый словарь Ушакова

АКУСТИКА — АКУСТИКА, и, жен. 1. Раздел физики, изучающий звук. 2. Слышимость звуков музыки, речи в каком н. специальном помещении. Хорошая а. зала. | прил. акустический, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Источник

Акустика в физике

Содержание:

Акустика – наука, изучающая физическую природу звуковых волн и вопросы, связанные с возникновение распространением и восприятием звуковых волн. Акустика как наука, с одной стороны является одним из направлений физики (точнее – механики), которое занимается вопросами создания и распространения механических колебаний, с другой стороны тесно связана с психологией человека (восприятие звука человеком).

На странице -> решение задач по физике собраны решения задач и заданий с решёнными примерами по всем темам физики.

Акустика в физике

Объективная и субъективная характеристики звука

Слуховые органы человека обладают способностью оценивать громкость звука, его высоту и тембр. Исследуя различные звуки с помощью электронного осциллографа, можно детально сопоставить объективную и субъективную оценки звука.

Так как звук есть результат колебательного процесса, происхо» дящего в воздухе, то его можно описать исчерпывающим образом графиком изменения амплитуды (смещения, скорости колебания или давления — это довольно безразлично) во времени. Подобный график дает возможность выяснить, является ли процесс периодическим, и если да, то определить основной тон колебания. Изучаячто такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

форму кривой периодического колебания, можно установить, какие обертоны присутствуют и с какими амплитудами. Иначе и более широко говоря, график зависимости колебания от времени позволяет всегда найти спектр колебания, т. е. узнать, какие в нем присутствуют частоты и с какими амплитудами они представлены в спектре. Получение графика происходит с помощью микрофона, присоединенного к осциллографу. В более совершенных установках происходит автоматическое преобразование графика колебания в его спектр.

что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

Про фильтры можно сказать, что они раскладывают сигнал в спектр и при этом с тем большей разрешающей способностью, чем меньше частотный интервал фильтра. Выделенная фильтром часть спектра подается на контакты коммутатора что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеи далее через усилитель что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеи детектор (выпрямитель) направляется на пластины осциллографа, отклоняющие электронный луч по вертикали. Если бы на вторую пару пластин осциллографа напряжение не подавалось, то при включении каждого из фильтров электронный луч отклонялся бы на высоту, пропорциональную амплитуде соответствующей частотной составляющей спектра. Однако можно сделать много лучше, а именно включить при помощи второй пары пластин горизонтальную развертку электронного луча, так чтобы, автоматическое вращение коммутатора что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикебыло однозначно связано с вращением коммутатора что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеуправляющего разверткой и приводимого в движение мотором М. Таким способом можно добиться того, чтобы амплитуды составляющих, пропущенных разными фильтрами, отмечались бы при разных, но вполне определенных горизонтальных смещениях электронного луча, задаваемых батареей Б.

Тогда на экране осциллографа возникнет спектр.

Линейчатые спектры возникают у периодических колебаний, сплошные — у колебаний, не имеющих периода. К первым относятся музыкальные звуки, ко вторым — различного рода шумы.

Один и тот же Музыкальный тон, взятый на разных инструментах, будет иметь одну и ту же основную частоту, но разный спектр. Тембровая окраска звука определяется распределением интенсив-ностей обертонов (см., например, рис. 69). Чем сложнее спектр, тем богаче тембр звука в музыкальном отношении. Интересно, что фазовые сдвиги обертонов (вернитесь к формуле на стр. 91) не влияют на субъективное восприятие звука. Ухо чувствует только силу обертонов.

Анализ шумов имеет практическое значение. Если известны частоты, особенно сильно представленные в шуме, то это облегчает установление причин шума, а значит, и его устранение.

Сила и громкость звука

На рис. 70 жирными кривыми ограничена область колебаний, воспринимаемых на слух средним человеком. По оси ординат отложены

что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

две однозначно связанные величины: амплитуда звукового давления и сила (интенсивность) звука. Звуковое давление что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеи сила звука что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикесвязаны в простейшем случае формулой

что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеДействительно, интенсивность волнычто такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

где что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике— плотность энергии, т. е. что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеНо что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеДелая подстановку, мы получим написанную выше формулу. Сила звука может быть измерена в что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

Для воздуха что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеСильнейшие звуки, вызывающие болевое, ощущение, создаются давлением порядка 2000 бар, очень слабые звуки, но все же воспринимаемые средним человеком, имеют давление что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеМы получим для предельных ин-тенсивностей звука цифры от что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикедо что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

Столь большой диапазон интенсивностей делает целесообразным введение логарифмической шкалы. Если сила одного звука что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеа другого что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикето говорят, что что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикегромче на что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикедецибелов, есличто такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

Величину что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеназывают уровнем громкости. Таким образом, если силы звука отличаются в миллион раз, то по громкости они различаются на 60 децибелов.

Оценивая силу звука в децибелах, надо указать нулевой уровень. Обычно берут величину, близкую к порогу слышимости что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикетогда шепот обладает громкостью порядка 15 дБ, а шум самолета — 120 дБ.

Возвращаясь еще раз к диаграмме слуховых восприятий, отметим, что область речи заключена в более узкие рамки как по частотам (от 100 до 10 000 Гц), так и по силам (от 40 до 80 дБ). Звуки разной частоты обладают различной слышимостью. Лучше всего ухо воспринимает частоты в несколько тысяч герц. Ниже 20 Гц лежит область инфразвуков, выше 10 000—20 000 Гц — область ультразвука.

Приведем примерные значения звукового давления что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеинтенсивности что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеи громкости звука что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

Архитектурная акустика

В одних помещениях произносимая речь звучит неразборчиво, хотя и громко, в других залах оратору надо возвышать голос, чтобы быть услышанным. Представляют интерес поиски физических констант помещения, характеризующих его акустические свойства.

Опыт показывает, что важнейшим фактором такого рода является так называемое время реверберации — время, в течение которого произнесенный звук ослабляется в миллион раз по отношению к первоначальной силе. В акустическом отношении помещение наилучшее, е,сли время реверберации т составляет 0,5—1,5 с. Если т меньше 3 с, помещения считают хорошими. Если же время реверберации превосходит 5 с, то акустика такого помещения очень плоха, она характеризуется «тулким звучанием».

Произнесенный в каком-либо месте большого зала звук отражается от стенок, пола и потолка комнаты, отражается от мебели, от драпировок, от одежды сидящих в зрительном зале людей. Если при каждом отражений звук теряет большую долю энергии, то затухание звука произойдет очень быстро. Время реверберации в этом случае очень мало, звук будет «глухим». Гулкость возникнет в том случае, если звук будет многократно отражаться с малым затуханием. Слушатель будет улавливать звуковую волну, непосредственно достигшую уха, двукратно отраженную, трехкратно отраженную и т. д. Если время между приходом этих звуковых волн не превысит что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикето ухо услышит не два или три звука, как в хорошо известном явлении эха, а воспримет размазанный и, следовательно, нечеткий-звук.

Очевидно, что вопрос о времени затухания звука определяется поглощением его на окружающих телах. Так как звук отражается многократно, то через короткое время постоянного звучания какого-либо источника все помещение более или менее равномерно заполнится звуковой, т. е. колебательной, энергией. Через короткий срок установится равновесие между энергией, отдаваемой источником, и энергией, поглощаемой средой. Заметим, кстати, что при отсутствии поглощения звуковая энергия в закрытом помещении возрастала бы неограниченно при постоянном звучании источника.

Представим себе, что источник звука прекратил свою работу. Тогда будет происходить лишь одно явление, а именно, поглощение звуковой энергии поверхностью тел, находящихся в помещении. Каждый из материалов, принимающий участие в этом процессе, обладает характерным для него коэффициентом поглощения что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеЕсли в помещении имеется открытое окно, то для него можно принять коэффициент поглощения равным 1, так как звук полностью уходит (а это все равно, что поглощается) из помещения. Для гладкой и твердой стены коэффициент что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеблизок к нулю (для бетона 0,015). Теперь поглощение звука, характерное для всего помещения, можно описать величиной что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикев этой сумме учитываются все поверхности, ограничивающие помещение. Теория показывает, что время реверберации зависит от величины что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеи от объема помещения что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеа именно, что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеВ этой формуле объем надо выразить в кубических метрах, а величину А — в квадратных метрах (0,16—размерный коэффициент).

Нетрудно с помощью последней формулы найти типичные значения времен реверберации. Коэффициент поглощения для бетона мы привели только что; не намного больше (до 3%) энергии поглощают стекло, дерево, штукатурка. Резкое увеличение поглощения происходит при внесении в помещение мягких материалов. Достаточно сказать, что одежда одного человека поглощает столько же звука, сколько что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикестены. Для мягких материалов коэффициенты поглощения колеблются от 0,5 до 0,9. Для решения акустических проблем при строительстве зданий большое значение имеют пористые материалы, коэффициент поглощения которых может приблизиться к а для мягких материалов (пеностекло, пенобетон).

Атмосферная акустика

Если волна переходит из одной среды в другую, то она меняет направление распространения в соответствии с законом преломления. Угол, на который меняется направление распространения, определяется показателем преломления, т. е. отношением скоростей распространения.

Известно (§32), что скорость распространения звука чувствительно зависит от температуры. Изменение температуры на 1 °С увеличивает скорость звука примерно на 0,5 м/с. В различных слоях земной атмосферы температура имеет, как правило, разные значения.

Значит, в разных слоях воздуха звук будет иметь различную скорость. Как же скажется на распространении звука то обстоятельство, что он движется в среде, где коэффициент преломления непрерывно меняется?
что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

Ответ на этот вопрос, дает схема, изображенная на рис. 71. Представим себе, что звук проходит через серию слоев, внутри которых показатель преломления постоянен, а при переходе от слоя к слою меняется скачком. Путь звуковой волны представится ломаной линией. Если же толщины слоев будут малы и различия в коэффициентах преломления начнут уменьшаться, то ломаная линия будет неотличима от кривой. Значит, в среде переменного показателя преломления звуковые волны распространяются, вообще говоря, по кривым линиям. При этом линия загибается всегда таким образом, что от точки к точке волна движется кратчайшее время (это положение носит название принципа Ферма). В этом случае прямая линия в известном смысле не является кратчайшей.

Покажем справедливость этого принципа для случая двух соседних участков ломаной кривой, которую мы только что рассматривали. Для простоты положим, что оба участка имеют равные толщины что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеи разные скорости распространения что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеВремя, затрачиваемое волной, чтобы пройти указанный на рисунке путь, равно

что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

Время выражено через независимую переменную х. Давая х различные значения, мы будем получать разные преломления и разные времена перехода от той же начальной точки к той же конечной точке.

Наименьшим время будет при условии, что что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикет. е. при условиичто такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

Но что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеесть синус угла падения, а что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике— синус угла преломления. Мы доказали, что преломление волны происходит так, чтобы время ее движения стало минимальным. Следует подчеркнуть, что этот результат справедлив для всех волновых процессов, а не только для упругих волн.

Таким образом, волна, идущая в неоднородной среде, меняет свое направление так, чтобы удлинить свой путь в среде с большой скоростью распространения и сократить его в слоях, где скорость распространения меньше. Иначе говоря, слои с большой скоростью распространения будут проходиться по возможности полого, а слои с малой скоростью распространения — по возможности отвесно.

Эти замечания делают вполне понятными рисунки, на которых схематически представлен ход звуковой волны для случая, когда температура воздуха убывает с высотой (что обычно имеет место днем) и когда температура возрастает с высотой (ночные условия) (рис. 72).

В данном случае большая скорость распространения звука имеет место в слоях, близких к земле. Если проследить за распространением звуковой волны, вышедшей из надземного пункта под небольшим углом к вертикали, то обнаружится следующая картина. Каждый последующий слой отклоняет волну все дальше и дальше от вертикали. Когда угол падения достигнет угла что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикедля которого что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикепреломление прекращается, происходит полное отражение. Формально причины полного отражения понятны: что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикене может стать большим единицы. Физическая сущность этого интересного явления будет рассмотрена ниже (§ 128) на примере электромагнитных волн. Как бы то ни было, волна не только не распространяется вдоль земной поверхности, но, напротив, поворачивается и направляется вверх. Нарисованная картина делает понятным образование «зон молчания». Ночью путь звуковой волны обращен выпуклостью кверху. Поэтому слышимость ночью много выше, чем днем. Если же звук распространяется над отражающей поверхностью (водная гладь), то несильные звуки могут быть слышны за несколько километров. Путь волны представляет тогда последовательность выпуклых дуг (рис. 73).

что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

Действие ультразвука

Колебательная энергия в единице объема звукового поля пропорциональна квадрату частоты. Действительно, плотность колебательной энергии что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикено амплитуда скоростичто такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеа следовательно, что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикепропорционально что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеСильные источники ультразвука способны создать колебания с амплитудой давления в десятки атмосфер. Таким образом, в микрообъемах вещества несколько тысяч раз в секунду напряжение достигает десятков атмосфер давления, падает до нуля, достигает десятков атмосфер растяжения и т. д.

Ясно, что такое сильное механическое действие может привести к ряду специфических явлений. К ним относится явление кавитации. В момент колебания, соответствующий предельному растяжению в жидкости, находящееся в ультразвуковом поле, происходит микроскопический разрыв, куда устремляются растворенные газы и пар. В момент колебания, соответствующий сжатию, в области этих разрывов возникают колоссальные давления порядка тысяч атмосфер.

Столь существенные действия ультразвука могут быть использованы для преодоления сил, действующих между молекулами. Эмульсии (жир в воде, бензол в воде и пр.) диспергируются под действием ультразвука. В частице, взвешенной в воде, наступает рано или поздно кавитационный разрыв. Дробящее действие ультразвука находит широкое применение в промышленности.

Однако и при отсутствии кавитации действие ультразвука может быть немаловажным. Если ультразвуковая волна проходит через аэрозоль (газ со взвешенными твердыми частицами, например дым), то результатом является осаждение частиц. Ультразвуковые колебания собирают твердые частицы в узлах звукового давления, частицы слипаются и становятся достаточно тяжелыми, чтобы опуститься на землю.

Нахождение раковин, внутренних трещин и других дефектов металлов с помощью ультразвукового просвечивания является также важной областью применения ультразвука. Метод основан на отражении ультразвука границей среда — воздух или основной металл— включение. Заметный эффект будет получен лишь в том случае, если размеры дефекта больше длины волны. Чтобы увидеть дефект размером в 1 мм, нужна длина волны менее 0,1 мм и, значит, частоты порядка что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеОбычно работают на много меньших частотах что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикеи применяют метод для обнаружения крупных пороков.

Широко известно применение ультразвука в эхолотах и гидролокаторах.

Услуги по физике:

Лекции по физике:

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔ что такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физикечто такое акустика в физике. Смотреть фото что такое акустика в физике. Смотреть картинку что такое акустика в физике. Картинка про что такое акустика в физике. Фото что такое акустика в физике

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *