Составители:
В результате периодические колебания мембраны вызывают в воздушной среде
возмущения в виде сгущений и разрежений молекул воздуха. Воздушная среда обладает
свойством передавать фазы сжатия и разрежения со скоростью звука. При этом сами
молекулы воздуха в каждой точке среды совершают только колебательные движения
относительно своего равновесия и далеко не перемещаются, амплитуда их смещения
равна амплитуде колебаний поршня.
Аналогичные звуковые колебания возникают и в левой полуплоскости, только когда с
правой стороны происходит сжатие, в это
же время с левой стороны происходит
разрежение. Это значит, что фронты
волн справа и слева от экрана сдвинуты
по фазе на 180
0
. Если экран имеет
бесконечные размеры, то взаимовлияние
звуковых волн, излучаемых вправо и влево
отсутствует- это идеальный
низкочастотный излучатель.
При колебании поршня в отверстии
жесткого бесконечного экрана форма
фронта излучаемой волны зависит от
отношения диаметра поршня
d
к
излучаемой длине волны - λ. Для
бесконечно большого экрана - чем меньше
это отношение, тем ближе фронт волны к
полусферическому (рис.6.2). Такой вид
излучателя можно приближенно рассматривать как пульсирующий полушар.
Для экрана, размеры которого соизмеримы с длиной волны звука, на излучение
сильное влияние оказывает дифракция тылового излучения (рис.6.3.). Как следствие этого
явления за пределами экрана звуковые волны из полусферических превращаются в
сферические и взаимно нейтрализуют друг друга, поэтому низкочастотные звуковые
колебания сильно ослабляются.
В предельном случае, когда размер экрана меньше длины волны возникает так
называемое «акустическое короткое замыкание» и излучение прекращается.
Если же диаметр поршня
существенно больше длины волны
звука, то излучается плоская волна.
Плоской называется звуковая волна,
фронт которой представляет собой
плоскость, расположенную
перпендикулярно направлению
распространения волны. В этом случае
звуковые лучи параллельны и звуковая
энергия распространяется пучком.
Физика дифракции связана с
волновой природой звуковых волн.
Когда плоская волна встречает
препятствие, на границе этого
препятствия образуются сферические
волны, которые огибают препятствие,
так как они могут распространяться в
любых направления. При дальнейшем распространении новой сферической звуковой
волны она всегда снова становится плоской и может иметь другое направление
распространения.
72
Рис.6.2. Полусферическая волна
Фронт волны волны
Колеблющийся поршень
разрежение
сгущение
Жесткий экран
Колеблющийся поршень
Конечный экран
разрежение
сгущение
Зона сложения
противофазных волн
Рис. 6.3. Дифракция звуковых волн на экране
конечных размеров.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- …
- следующая ›
- последняя »
