Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Закон убывания давления в поле диполя при /»» » 1 такой же, как у монополя (р — 1/»), но вблизи излучателя давление изменяется быстрее, и при йг « 1 р — 1/»*. Закон убывания р — 1/» при больших расстояниях имеет место для излучателей любого типа, даже не малых по сравнению с длиной волны. Такое убывание начинапгся с расстояний — Р»/Л, где Р— раамер налучателя. При малых /»а мехаиич. нмпеданс сферы, т. е.
отношение силы, с к-рой сфера денствует на среду, к скорости осцилляций, равен: Я = — »шр ° вЂ” яаз '(1 + — ~, (12) Средняя излучаемая мощность рассчитывается по ф-ле: »у =1/ И63 и» = »/«рвиа» (/»а)»из. (13) При заданных а и и излучаемая мощность пропорциональна четвертой степени частоты и,следовательно, убывает с умень/пением частоты ещб быстрее, чем мощность излучения монополя. С атпм связано, напр., то обстоятельство, что струны музыкальных инструментов сами по себе дают ничтожное излучение звука и их приходится укреплять на деках, к-рым передаются колебания струн и к-рые в силу своих болшпих размеров эффективно излучают анук.
Реактивная часть нмпеданса днполя эквивалентна реакции присоединенной массы, равной массе среды в половником объеме осцнллиругощей сферы. Дипольное излучение можно представить себе как совместное излучение двух монополий, пульсирующих в противофазе и расположенных друг от друга на расстоянии, малом по сравнению с длиной волны. Для получония острой яаыравлвяыос»»»и излучения применяют либо протяженные излучатели (напр., большая поршень илп системы излучателей с общей протяженностью, достаточно большой по сравнению с длиной волны), либо снерхнаправлеппые системы, в к-рых сужение характеристики направленности достигается за счет значительного увеличения реактивной мощности системы. Литл Р ж е в к в ы С.
Н., Курс лекций по теории звука, М., 1660; и о а к о в я ч М. А., Ссжзя аыустпйа, М.,'1616. М. А. Коаяови«. ИМПЕДАНС АКУСТИЧЕСКИИ— комплексное сопротивление, к-рое вводится при рассмотрении колебаний акустич. систем (излучателей, приемников звука, рупоров, труб и т.п.). И. а. представляет собой отношение комплексных амплитуд ввряовово давления к колебательной объемной скорости. Комплексное выражение И.
а. имеет вид: г,=Пега+ 1 3,. Действительная часть И. а. Ве2 (т. и. активное акустич. сопротивление) связана с диссипацией энергии в самой акустич. системе п потерями энергии на излученяе звука, а мнимая часть И. а. 1шУа (реактивное акустич. сопротивление) обусловлена реакцией сил инерции (масс) пли сил упругости (гибкости). В соответствии с этим реактивное сопротивление бывает инерционным или упругим.
Акустнч. сопротивление в системе СИ измеряется в Н.с/м', в системе СГС вЂ” в дин с/смз (пногда эту единицу наа. «акустич. Ом»). Понятие «И. а.» важно при расс»ютренпи распространении внука в трубах пере- ИМПУЛЬС дВУНОВОВ ВОЛНЫ менного сечения, рупорах и подобных системах или при рассмотрении акустич. свойств излучателей и приемников звука, их диффуаоров, мембран и т. и. (См. Игл учен ие звука).
Дпя излучающих снстеьх от И. а. при заданной объемной скорости зависит ьюпгность излучения, кпд и другие характеристики; для приемынков звука И. а. определяет условия согласования со средой. Наряду с И. а. при рассмотреыии зкустич. систем пользуются понятиями у д е л ь н ого акустического импед а н с а ха и механического нмпедаыса Зю к-рые связаны между собой и с Я» зависимостью: Ям = Ях„= ЭхЯ», где Э вЂ” рассматриваемая площадь в акустнч. системе. Удельный И.
а. выражается отнопюнием знукового давления к колебательной скорости в данной точке. Для плоской волны удельный И. а. равен еолновому гопротивлению средм. Механич. импеданс (и соответственно механич. активное и реактивное сопротивление) определяется отношением силы, с к-рой система действует на среду, к колебательной скорости частиц. Для поршневой излучающей системы при размерах порпхня, больпхих длины волны, механич.
импеданс равен произведеыию авукового давления ыа площадь поршня, отнесенному к средней колебательной скорости для этой площади. Единица механического сопротивления в системе СИ— Н.с)и, в системе СГС вЂ” дин с,'см (иногда Наэ. ЕМЕХапИЧ, ОМЬ). Н. Г. Г'уеан н ИМПУЛЬС АКУСТИЧЕСКИЙ— Ц бегущая звуковая волна, имеющая характер резкого кратковремеыного изменения давления. Б качестве примера могут служить звуковые волны, создаваемые варывом, искровым разрядом, соудареиием тел.
При распространении в неограниченной среде интеграл по времени от давления в И. а. для любой точки среды равен нулю, т. к. каждый такой импульс содержит как область повыхпенного, так и область пониженного давления. Спектр такого И. а. сплошной с максимумом в области частот, период к-рых близок к длительности И. а. 2) Т. ы. заполненный импульс, или радиоимпульс, — звуковая волна, близкая по форме к участку синусоиды той или иыой частоты (вчастота заполненяяь), или, иначе говоря, распростра- няющийся цуг квазигармонич. колебаний, включающий примерно от десяти до нескольких сотен периодов. Огибающая цуга, т. е. закон изменения амплитуды в И.
а., может быть различной. Наиболее распространенными являются И.а. прямоугольной формы, применяются тагнке колоколообразная (гауссова) и экспонснциальная формы огибающей. Такие И. а. создатт прп помощв влектроакуетичееких преобразователей, питаемых от генераторов электрич. сиыусоидальыых сигналоз, подаваемых ыа преобрааозатель через импульсный модулятор (нли прерыватель). Часто применяют ряд следующих друг аа другом с определеыной частотой повторения идентичных заполненных И.
а., промежутки между к-рыми обычно существенно болыпе длительности отдеяького И. а. Такие последовательности импульсов можно рассматривать как частный случай амплитудно-модулпрованных звуковых колебаний (см. Модуляция колебаний). Основные характеристики акустических сигналов в виде таких последовательыостей импульсов — частота заполнении, длительность отдельного импульса и частота поятореыия [илп скважность, равная отиошеыихо периода следоваыня импульсов к длительности отдельного импульса).
Импульсные сигналы применяют прн акустич. исследованиях в ограниченных объемах, напр. в ыезаглухпенных помещениях или бассейнах, в УЗ-вых ваннах, при измерениях скорости н поглощения авука в образцах твердых тел,чтобы исклю.нть осложняющие влияния отраженных сигналов. Звуковые и УЗ-вые И. а. хпироко используются в гидроакустике для исследования свойств морской среды, для измерения глубин (см. Эхолот) и в гидролокоции, а также в УЗ-вой де4ектоекопии и в ряде других методов (см. Контрольно-измерительные применения ультразвука), ИМПУЛЬС ЗВУКОВОЙ ВОЛНЫ вЂ” полный импульс части среды, аанятой звуковой волной; имеет смысл для волны, занимающей конечную область пространства, нигде не ограниченную стенками. Импульс единицы объема наз. плотностью импульса и равен плотности потока массы: Г'= уо = уьо+ у'о 100 интенсивность звукя где р1, н р' — соответственно невозмущенная плотность среды н отилоненне плотности от неаозмущеныой в звуковой волне, р — иолгбатвльиая скорость частиц.
Поскольку р'= р)сз, где р — авуковое давление в волне, с — скорость звука, 1 = уьп )-Ч)сь, где Ч вЂ .- ро — вектор плотностн потока звуковой энергии а полне, а )Ч)— иитгасивиость звука. Полыый нмпульс звуковой волыы нолучается ннтегрпрованнем по всему объему У среды, занятому волной. Он равеы: Наличие неравыого нулхо импульса означает, что в звуковой волне имеет место перенос вещества. Это — один нз аффектов 2-го порядка малости, поскольку я — величина 2-го порядка.
.Ъит: Ландау Л. Д., Ли$шиц Е. М., Механика сплошных сред, 2 изд., м., (этз. В. А. красильников. ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА (с нл а з в у к а) — средняя по временн энергия, переноснмая звуковой волной через единичную площадку, перпендякулярную к направленню распространенны волны, в единицу еременн. Для перноднч. звука усредненне производится либо аа промежуток временк большой по сравыеыню с перкодон, либо за целое число перводов. Для плоской скнусондальной бегущей волны И. з. 1 =- ро,'2 = рг,'2ос = огрс12, где р — ампянтуда зоуиового давления, о — «мплнтуда колгбаохгььной скорости частиц, р — плотность среды, с — скорость звука в ней. В сфернческой бегущей волне И. з. обратно пропорциональна квадрату расстояння от ксточынка. В стоячей волне 1 = О, т, е, потока звуковой анергнн в среднеи нет. И. з.
в гармоннч. плоской бегущей волне равна плотНости энергии звуковой волны, умноженной на скорость звука. Поток звуковой энергнк характернэуют т.н. вектором Умова — вентором плотности потока энергии звуковой волны, к-рый можно представить как произведение И. э. на вектор волновой нормали, т. е. еднннчный вектор, перпендн- кулярный фронту волны.
Если авуковое иоле представляет собой супер- позицию гармоннч. золы различной частоты, то для вектора средней плотности потока звуковой энергии имеет место адднтнвность состазляющях. Для нзлучателей, создающнх плоскую волну, говорят об нытенснвностн налученкя, поннчая под этим удельную мощность нэлучателя, т. е. нзлучаЕмую мощность звука, Отнесенную к единице площади излучающей поверхностн. И. з. пзмеряется в снстеме еднняц СИ в Вт)ыг, а в системе едкннц СГС в зрг'с.смз = 10 г Вт)м'. В УЗ-вой технике для И.
з. пользуются еднннцей Вт(см'-'. И. з. оценнваотся также уровнем ннтенснвностк по шкале децнбел; чнсло децибел Дх = 10 )Е(1)1ь), где 1 — янтенсизность данного звука, 1о = 10 " Вт) м-". В УЗ-вой техынко интервал нзмепення И. а. очень велик — от пороговых значений — 10 'з Вт(мз до сотен кВт)мз в фокусе УЗ-вых яоицгнтраторов. В. А. красильников. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ЗВУКА— неравномерность пространственного распределения амплитуды результирующей звуковой аолыы в завнснмостя от соотношения между фааамн волн, сяладывающнхся в той нлн кыой точке пространства. Прн сложении гармонических волн одинаковой частОты результнрухощоо пространстаеныое распределенне аыплнтуд образует пе зависящую от временн ннтерфереыцноныую картину, к-рая соответствует изменению разности фаэ составляющих волн прн переходе от точки к точке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
