Основы электроакустики. Вологдин Э.И. - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

где показатель адиабаты γ=1,4*, плотность воздушной среды ρ = 1,29…1,2 [кг/м
3
]. При
нормальном атмосферном давлении P
atm
=101325 Па и температуре 17
°
С скорость звука в
воздухе равна 340 м/с. Из приведенной формулы следует, что с понижением
атмосферного давления скорость звука быстро уменьшается и в вакууме она равна
нулю.)*Вспомним, что показатель адиабаты равен отношению теплоемкости газа при постоянном
давлении к теплоемкости газа при постоянном объеме.
Периодические сгущения и разрежения воздушной среды, вызванные звуковыми
колебаниями, называют звуковой волной, а направление распространения звуковых волн –
звуковым лучом. Звуковая волна характеризуется фронтом и длиной волны. Фронт
волны – это поверхность, соединяющая смежные точки звукового поля с одинаковой
фазой. Он может быть плоским или сферическим в зависимости от источника колебаний.
Расстояние между соседними фронтами, находящимися в одинаковой фазе, называется
длиной звуковой волны λ (рис.1.1.). Она определяется следующим равенством
s
C / Fλ =
,
где F - частота. В слышимом диапазоне звуковых частот длина волны меняется от 17 м до
1,7 см. Эти цифры надо хорошо помнить, потому что размеры электроакустических
преобразователей всегда сопоставляются с длиной волны звука. Запомните хотя бы, что
для 100 Гц длина волны 3,4 м, тогда для 1000 Гц – 34,0 см и для 10000 Гц – 3,4 см.
При прохождении звуковой волны давление в каждой точке среды в моменты
сгущения молекул воздуха становится больше атмосферного Рatm, а в моменты
разрежения – меньше. Это суммарное давление P
c
(t) является непрерывной функцией
времени. Разность между ним
и атмосферным статическим давлением Р
АТМ
в одной и той
же точке среды определяет мгновенное
значение звукового давления
cатм
P( t ) P( t ) P= −
P
.
В случае синусоидальных звуковых
колебаний можно говорить об
амплитудном P
m
и эффективном
значении давления P, которые отличаются
в 1,41 раза. Звуковое давление измеряется
в Паскалях (Па) и в слышимом звуковом
диапазоне оно может быть от 2 10
-5
до
100 Па. Обратите внимание, что это, по
крайней мере, в 1000 раз меньше
нормального атмосферного давления.
1.2. Колебательная скорость и акустическое сопротивление
Разность давлений в различных точках среды является причиной колебательного
движения молекул воздуха при возникновении звука. Мгновенное значение
колебательной скорости этих молекул V(t) с одной стороны определяется скоростью
смещения молекул воздуха
V( t ) dX ( t ) / dt=
,
где X(t) описывает закон смещения молекул воздуха. С дугой стороны она определяется
звуковым давлением и удельным акустическим сопротивлением среды Z
а
a
V( t ) P( t ) / Z=
.
Для синусоидальных звуковых колебаний можно использовать понятия
амплитудного V
m
и эффективного значений V колебательной скорости. Запомним, что
4
Сжатие
Разрежение
Длина волны
m
P
c
P
атм
P
Рис.1.1. Звуковые колебания в функции
времени на заданном расстоянии от излучателя

Страницы