Волны. Уравнение плоской бегущей волны. Уравнение стоячей волны.

Дифракция и интерференция волн.

Волны – процесс распространения колебаний в среде. Волны бывают продольные (в жид. и заг. телах) и поперечные (тверд тела). Вид волн зависит от вида деформац. в среде.

Длина волны (λ) - расстояние, на которое распространяется звуковой процесс за то время, в течение которого совершается одно полное колебание излучателя. λ=

Поперечн. волна – колеб. происход. перпендикулярно направлению распространения звуковой волны.

Продольн. волна – колеб. происход. в направлен. распростран. самой волны.

Скорость распространения вол зависит от свойств среды: τ=х/φ – время, требуемое волне, чтобы дойти до точки.

Расстоян. котор. проходит волна за время равное 1 Т – длина водны λ=UT

В зависимости от формы среды волны: сферич., плоск. и др.

Ур-е плоской бегущ. волны:

у=А cos ω₀(t-τ);

у=А cos (ω₀t±kx);

k=2π/λ –волновое число,

Бегущая волна распростран. в виде фронта волны. (фронт волны - поверхность, до всех точек которой колебание дошло к данному моменту времени). позволяет определить смещение у в лобой момент времени.

Принцип Гюйгенса: каждая точка среды до которой дошло колебание, является источником новых, элементарных сферических волн.

позволяет определить смещение У в любой момент времени

Ур-е стоячей волны: стоячая волна возник при наложении двух волн, распростран. навстречу друг другу.(нет преноса энергии-плохо с точки зрен. акустики)

А=2Аcoskx

Дифракция - явление огибания волнами препятствий, наблюдается в тех случаях, когда препятствие сравнимо по размерам с длинной падающей на него волны. Объясняется с помощью

Принципа Гюйгенса: каждая точка среды до которой дошло колебание, является источником новых, элементарных сферических волн.

Интерфиренция - усилен. и ослаблен. колеб. в различн. точках пространства, возникающ. в результате налож. когорентных волн.

Когорентные – волны одного периода, разность фаз между которыми сохран. пост. Результат интнерфер. волн зависит от хода волн. Результат интерференц – стояч. волн.

 

3.Звук. Звуковое поле. Звуковое давление. Акустическое сопротивление среды. Интенсивность звука. Уровень звукового давления. Уровень интенсивности звука.

Звук - колебательное движение в любой матер. среде. (среде, обладающ. упругостью и инерционностью), вызванное каким-либо источником.

Физические характеристики – частота, интенсивность (сила), форма волны (состав),

Физиологические – высота, громкость, тембр.

Частота звука – число звуковых колебаний, которое излучает источник в 1 сек. От частоты зависит высота звука. Звуки больших частот - высокие, Звуки малых частот - низкие. Удвоение частоты звука соответствует муз. интервалу –октава.

Интенсивность (сила) звука – средний поток звуковой энергии, проходящей в единицу через единицу поверхности, нормальной к направлению распространения звуковой волны. Ед. изм. Вт/м² I = P²/ ρU. Интенсивностью определ. громкость. Чем она↑, тем↑ громкость.

Форма звуковой волны определяет степень частоты тона. Тон – звук, сосотоящ. из колеб. строго одной частоты. От частоты и соотношения обертонов зависит окраста звука – тембр.

Звук. поле - область среды, в которой распространяются звуковые волны. Геометрически характер звукового поля определ. видом волн, котор его образ. Физич. величиной харектериз. звук. поле - звук. давлен. В свободном звук. поле волны перенос. в одном напрвен. Энергия переносится бегущей волной.

Звук. давление. – разница между давлением в данном месте среды при отсутствии в ней звуковых волн и давление которое имеется там же при распространении этих волн. Р=P_i- P_ат; Диапаз. измен. зв. давлен. от 10^-5 до 10^-2

Звук. давление. - физ. величина, которая характеризует физическое состояние среды в звуковом поле и выражается разностью между мгновенным значением полного давления и средним значением, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля. ед. изм. Н/М²

Акустическое сопротивление среды - величина, равная отношению звукового давления в среде к колебательной скорости её частиц при прохождении через среду звуковой волны: ρ U =P/ν; U- скорость распростран. звука в среде.

Уровень звукового давления – измеренное по относительной шкале значение звукового давления, отнесённое к опорному давлению = 20 мкПа, соответствующему порогу слышимости синусоидальной звуковой волны частотой 1 кГц: L_P=20log P/P₀, дБ

Уровень интенсивности звука – выражают в белах (Б) или децибелах (дБ). За 1 Б принимают уровень интенсивности звука, интенсивность которого в 10 раз больше Iо., I₀ - сила звука нулевого уровня.; L_I=10log I/I₀,