- •§ 6. Поглощение звука
- •6.1. Закон поглощения
- •4.1. Основные утверждения
- •4.2. Спектр собственных частот
- •4.3. Коэффициент поглощения с позиций волновой теории
- •4.4. Противоположность и единство статистической и волновой теорий
- •5. Геометрическая (лучевая) теория
- •5.1. Основные утверждения
- •5.2. Исторические примеры
- •5.4. Лучшие залы
- •Заключение
- •Литература
4.3. Коэффициент поглощения с позиций волновой теории
Волновая теория дала ответ на вопрос, имеющий практическое значение при сооружении различных залов и аудиторий: почему звукопоглощающие материалы, коэффициенты поглощения которых определены в звукомерной камере, ведут себя в помещении иным образом, как будто их коэффициенты поглощения отличаются от измеренных и указанных в справочниках.
|
Рис. 9. Зависимость коэффициента поглощения a пористого материала от угла падения звуковой волны
|
| |
|
a(q) = a(0)/cos(q),
где k(0) – коэффициент поглощения при нормальном (перпендикулярном) падении, – угол падения , т. е. угол между нормалью и направлением падающей на преграду волны. Но при приближении к 90° величина коэффициента поглощения k резко уменьшается в результате скольжения волны вдоль преграды (рис. 9). Поэтому в помещении материал ведет себя иначе, чем в звукомерной камере.
Кроме того, из-за нестационарности звукового поля a зависит не только от свойств материала преграды, но и от общего поглощения помещения A = aсрS. Поэтому коэффициент поглощения одного и того же материала в разных помещениях может отличаться в 1,5–2 раза. Правда, учитывая, что оптимум времени реверберации – понятие несколько неопределенное и что расчеты времени реверберации в силу высказанных ранее причин носят приближенный характер, с такими тонкостями поведения звукопоглощающих материалов чаще всего не считаются.
4.4. Противоположность и единство статистической и волновой теорий
При всей разнице в подходах к объяснению акустических процессов в помещениях статистическая и волновая теории дополняют друг друга и потому в известной мере работают на практику совместно.
В заключение настоящего раздела заметим следующее. Многие люди, попав в помещение с большой реверберацией, произносят: "Какой здесь резонанс!" Известный акустик В. Кнудсен высказался по этому поводу: "Те, кто смешивают процесс реверберации с резонансом, видимо, не так уж далеки от истины". Кнудсен этим высказыванием подчеркнул физическое единство акустических процессов, описываемых с разных точек зрения статистической и волновой теориями.
Принципиальное различие подходов к объяснению акустических процессов заключается в том, что в одном случае процесс отзвука рассматривается с помощью теории вероятностей усреднено, а в другом с волновых позиций определяются отклонения фактического хода процесса от "среднего".
Из оптики известно, что при уменьшении длины волны волновые законы приближаются к законам геометрической оптики. Точно так же в помещениях, размеры которых весьма велики по сравнению с длиной волны, можно пользоваться законами геометрической оптики, строить пути звуковых лучей, находить точки фокусов, определять запаздывание начальных отражений, т.е. использовать весь арсенал геометрической теории.