15. Звукові коливання. Основні визначення, величини і одиниці виміру.

Коливальний рух є способом передачі енергії в природі. Звукові коливання – це механічні коливання пружного (твердого, рідкого, газоподібного) середовища, що викликають за собою виникнення в ньому послідовно передуючих ділянок стиску та розрядження. (При різкому зміщенні частиць пружного середовища в одному місці (напр.за допомогою поршня) в цьому місці збільшується тиск. Завдяки пружним зв`язкам частиць тиск передається на сусідні частиці, які діють на сусідні і т.д.) Т.ч. підвищений тиск ніби переміщується в пружному середовищі. Якщо робити це з будь-якою частотою, то виникне хвиля. Кожна частиця пружного середовища буде робити коливальні рухи.

Ділянка розповсюдження звукових хвиль наз. звуковим полем.

Будь-яке коливання пов’язане з порушенням рівноваги системи і виражається в відхиленні її характеристик від рівноважних значень.

Основні величини коливальних процесів:

- швидкість розповсюдження коливань – коливальна швидкість v– миттєве значення швидкості руху частиць середовища при розповсюдженні в ній звукових хвиль (см/сек.)

- їх кількість в секунду

- довжина хвилі

Звуковий тиск– р– різність між миттєвим значенням повного тиску і середнім тиском середовища при відсутності звукових хвиль (дин/см²або бар).

Питомий акустичний опір – ρС, де ρ – густина середовища, С – швидкість розповсюдження звуку в ньому. В нормальних умовах (t=20°, атм. Тиск=760мм рт.ст.)ρС=41,5г/см²сек.

Звуковий тиск на порозі чутності= 2 х 10^-4бар.

Поток енергії в бігучій звуковій хвилі визначається вектором Умова:

Середнє по часу значення вектора Умова називається силою звука – І – середня кількість звукової енергії, що проходить за 1 сек. крізь одиницю поверхні, перпендикулярної до напряму розповсюдження звукових хвиль (ерг/см²сек.)

Рівень сили звука L (бел, 1/10=децибел)

Рівень звукового тискуL

Рівень густини звукової енергії– N(ерг/см³)

16.Звуковий тиск, коливальна швидкість, швидкість розповсюдження звуку у повітрі

Звуковий тиск р –це різниця між миттєвим значенням тиску та середнім тиском середовища (атмосферним тиском) у даній точці звукового поля. Одиниця виміру – Па. У фазі стиску тиск додатній, у фазі розрядження – від’ємний. Оскільки звуковий тиск постійно змінюється, то у розрахунках використовується середньоквадратичний звуковий тискр_сер:

Питомий акустичний опір – ρС, де ρ – густина середовища, С – швидкість розповсюдження звуку в ньому. Залежить від температури, вологості і т.д. В нормальних умовах (t=20°, атм. Тиск=760мм рт.ст.) ρС=41,5г/см²сек.

Звуковий тиск на порозі чутності= 2 х 10^-4бар.

Коливальна швидкість v– миттєве значення швидкості руху частиць середовища при розповсюдженні в ній звукових хвиль (см/сек.)

17.Рівень звукового тиску. Одиниця вимірювання.

Звукови́й тиск — змінний тиск у середовищі, зумовлений поширенням у ньому звукових хвиль. Величина звукового тиску оцінюється силою дії звукової хвилі на одиницю площі й виражається у ньютонах на квадратний метр (1 Н/м²), або Паскалях (Па).

Оскільки вухо людини має логарифмічну характеристику реакції на звук, в акустиці часто застосовують вимірювання звукового тиску логарифмічною шкалою у децибелах.

Ця шкала називається рівнем звукового тиску, за точку відліку цієї шкали приймається найтихіший звук, який може сприйняти вухо людини при частоті 1 кГц, тобто - Н/м². Співвідношення між двома шкалами визначається наступною формулою:

дБ.

Звуковий тиск p також пов'язаний залежністю:

Z - акустичний опір Па·с/м

v - швидкість частинок м/с

J - інтенсивність звуку Вт/м²