Смущения и дифракция на вълни

Смущения - добавянето на тази вибрация. В резултат на намесата в някои точки в пространството има растеж на вибрации амплитуда, а в другата - те намаляват. Наблюдава се продължи модел намеса само когато разликата между сгъваеми постоянни вибрации (те са последователно). Очевидно е, че последователна трептене може да бъде една и съща честота. Ето защо, най-често се изучава влиянието на монохромни вибрации.

Дифракция - нарича явлението, свързани с качествата на вълната около препятствия, т.е. да се отклонява от праволинейното разпространение.

Дясната фигура показва как промяната на посоката на звуковите вълни, след като премине през дупката в стената. Според принцип площ Хюйгенс 1-5 вторичен източник на сферични звукови вълни. Тя може да се види, че вторичните източници, в региони 1 и 5 вълни водят до преминаване около препятствия.

Стоейки вълни. Уравнението на стояща вълна.

Ако средата се разпределя няколко вълни, средни колебанията на частиците са трептения геометрична сума, която ще извърши частици по време на размножаване на всяка вълна отделно. Вълни nakladyvayutsyadrug други, без да се нарушава (без нарушаване на друг). Това е принципът на наслагване на вълни.

Ако двете вълни, които пристигат във всяка точка в пространството, са с постоянна фазова разлика, тези вълни се наричат ​​кохерентни. Чрез добавяне на съгласуван смущения вълна voznikaetyavlenie.

Много важен случай на смущения настъпва, когато наслагването на две сблъсък плоска вълна със същата амплитуда. Получената процес колебание nazyvaetsyastoyachey вълна. Почти стоящи вълни се появяват, когато отразена от препятствия.

Пишем уравненията на две плоски вълни, разпространяващи се в противоположни посоки (начална фаза):

.

Точка на средата, които са изложени на възлите не изпълняват трептене.

Образуването на стоящи вълни се наблюдава при намесата на пътуването и отразени вълни. На границата където отразената вълна настъпва се получава antinode, ако средата на която отражението настъпва по-малка плътност (фигура 5.5, а.) И възел - (. Фигура 5.5, Ь), ако по-плътна.

Ако говорим за вълна пътуване. след това в посока на разпространение на енергия се прехвърля на вибрационното движение. В случай, че има постоянна вълна не е предаване на енергия. защото инцидента и отразени вълни на същата амплитуда носят една и съща енергия в противоположни посоки.

Звуковите вълни в газове и течности могат да бъдат само надлъжно, като тези среди притежават еластичност само по отношение на компресия (разширяване). В твърди вещества, звуковите вълни могат да бъдат и двете надлъжни и напречни, като твърди вещества имат еластичност по отношение на компресия (разширяване) и срязване.

звук интензитет (звук или сила) е стойност, определена от прехвърля от звукова вълна в единица време през единица площ, перпендикулярна на посоката на разпространение на вълната на времето средно енергия:

Единицата за интензитета на звука SI -vatt на квадратен метър (W / m 2).

Чувствителността на човешкото ухо варира за различните честоти. С цел да се предизвика чувство на звукова вълна трябва да има определена минимална интензивност-ност, но ако тази интензивност надхвърли определени граници, звукът не се чува и е само болка. По този начин, за всяка честота съществува най-малката вибрация (на прага на слуха) и максимална (праг на болка) интензитет на звука, което може да доведе до възприемането на звука. Фиг. 223 показва зависимостта на прага на чуваемост и болезнени усещания на честотите на звука. Област, разположена между тези две криви yavlyaetsyaoblastyu чуваемост.

Когато силата на звука е стойност характеризиращи цел процеса на вълна, субективно звук характеристика, свързана с нейната интензивност е силата на звука. в зависимост от честотата. Според физиологичен закон на Вебер - Фехнер, с интензитета на звука се увеличава, обемът се увеличава логаритмично. На тази основа, обективна оценка администрирания обем от измерената стойност на нейната интензивност:

Физиологична характеристика е нивото на силата на звука. което се изразява в среди (фон). за звука от 1000 Hz (стандартен чист тон) е 1 фон ако нивото интензитет е 1 db. Така например, шумът в колата на метрото с висока скорост съответства на "90 фон и шепот на разстояние 1 м -" 20 фон.

Действителната звука се наслагва хармонични трептения с широк диапазон от честоти, т.е.. Е. Sound има акустичен спектър. който може да бъде твърдо вещество (в определен обхват на честотните колебания присъстват) и линия (колебания представят разделени една от друга на определени честоти).

Звук harakterizuetsyapomimo обем все още е висок и tembrom.Vysota звук - качеството на звука се определя от един човек зависи от субективното ухото и в зависимост от честотата на звука. С увеличаване на честотата се увеличава терена, т.е.. Д. Звукът е "по-горе". Герой звуков спектър и разпределението на енергия между честотите на определено-ционни определя уникалността на звукови усещания nazyvaemoetembrom звук. По този начин, различни изпълнители, като същата бележка, акустичните имат различни кю-спектър, т. Е. Те имат различен глас тон.

Източникът на звук може да бъде всяко тяло вибрира в еластична среда с аудио честота (например, струнни инструменти източника на звука е низ свързан с тялото на инструмента).

Осцилиращ тяло предизвиква колебания на средата, заобикаляща частиците със същата честота. Състояние на вибрационното движение се предава последователно по-отдалечени от тялото на средни частици, т.е.. Е. вълна се разпространява в среда с честота на трептене, равна на честотата на източника и с определена скорост, в зависимост от плътността и еластични свойства на средата. Скоростта на разпространение на звукови вълни в газа, се изчислява по формулата

където R - моларен постоянен газ, М - моларен маса, G = Cp / CV - моларно съотношение на специфични топлини на газа при постоянно налягане и обем, Т - термодинамична температура. Формула (158.1), че скоростта на звука в газа не зависи от налягането р на газа, но се увеличава с температура. Колкото по-висока моларната маса на газа, толкова по-ниска от скоростта на звука. Например, ако Т = 273 К скоростта на звука във въздуха (М = 29 х 10 -3 кг / мол) V = 331 м / сек, в водород (М = 2 х 10 -3 кг / мол) V = 1260 m / и , Експресия (158.1) съответства на експерименталните данни.

Ако е необходимо звук размножаване в атмосферата да разгледа брой серпентини-фактор: скорост и посока на вятъра, влажност, молекулярната структура на газовата среда, феномените на пречупване и отражение на звука на границата между две среди. В допълнение, всяко действително среда има вискозитет, така че е звукоизолация, т. Е. намаляване на неговата амплитуда и съответно интензивността на акустична вълна, тъй като се разпространява. Затихване на звука се дължи до голяма степен от неговата абсорбция в средата, свързана с необратима прехвърляне на звукова енергия в други форми на енергия (главно топлинна).

За стая акустика е много важно реверберация звук - постепенното затихване на звука в затворени пространства и след изключване своята сила. Ако помещенията са празни, а след това настъпва бавно затихване на звука и създава "" помещения gulkost. Ако звуците избледняват бързо (с помощта на zvukopogloscha-съставни материали), те разбраха, заглушен. време за реверберация - времето, през което интензивността на звука в помещението се свежда до един милион пъти, а нивото на - 60 децибела. Стаята разполага с добра акустика, ако времето за реверберация е 0,5-1,5 секунди.

Височината на звука
В допълнение към обема на звука се характеризира с височина. На терена се определя от неговата честота: колкото по-висока честота на трептене в акустична вълна, толкова по-висок звук. Колебанията в малки честоти отговарят на ниски тонове, високочестотни вибрации - по-високо разположени звуци.

Така например, пчелен пляска с криле на по-ниска скорост от комар: Bumblebee в него е 220 удара в секунда, докато комарите - 500-600. Ето защо, на полета на Bumblebee придружени etsya нисък звук (бучене) и полета на комар - висока (скърцане).

Звуковите вълни с определена честота се нарича също така и на музикалния тон, така че височината на звука е често по-нататък на терена.

Основният тон примесване The с няколко други форми на честота на вибрациите музикален звук. Например, една цигулка и пиано може да включва 15-20 различни вибрации. Съставът на всеки сложен звук зависи от неговия тембър.

Индивидуално низ вибрации честота зависи от размера и напрежение. Ето защо, напрежение членове-Карвай китарни струни, използващи клечки и ги държат в гърлото на китара в различни места, ние променяме своя собствена честота, а оттам и на височината на емисиите на звука.

При нормални мъжки глас реч намерени в трептения с честота от 100 до 7000 Hz, и в женската - 200-9000 Hz. Най-висока честота вибрации не са част от съгласие-нето на звука "в".

Естеството на възприемане на звука зависи от разположението на стаята, в която чува Xia говор или музика. Това се обяснява с факта, че слушателят възприема закрито, с изключение на прекия звук, а дори и на редица присъедини-бързо поредна повторения-ТА, причинени от множествена отражение на звук от обектите в стаята, стените, тавана и пода.

звук интензитет (относително) - остарели термин, описващ величината на интензитет на звука сходни, но не идентични него. Приблизително същата ситуация сме свидетели на интензитета (единица - кандела) - стойността на такава мощност на излъчване (единица - вата на стерадиан).

звуков интензитет се измерва на относителна скала от праговата стойност, която съответства на интензитета на звука 1 PW / m при честота izvukovom 1 кХц синусоидален сигнал налягане 20 иРА. Сравнете това определение с определението на единицата на светлинен интензитет, "кандела е интензитетът на светлината, излъчвана в дадена посока монохроматичен източник на радиация с честота 540 THz и мощност на излъчване в тази посока 1/683 W / SR".

В момента, терминът "интензитета на звука" заменено с термина "ниво на звуково налягане"