Составители:
Рубрика:
15
ально различными оказываются контрольно-измерительные устройства
получения информации, построенные на их основе. Вернемся к опре-
делению энергии звуковой волны.
Если плотность среды, в которой распространяется волна, обозна-
чить через ρ, то кинетическая энергия в единице объема будет
2222
к
11
Эcos.
22
x
UAt
c
=ρ =ρω ω−
(25)
Средняя кинетическая энергия в единице объема, учитывая среднее
значение квадрата косинуса, равным 1/2, будет
22
к
1
Э.
4
A
=ρω
(26)
Среднее значение потенциальной энергии
Э
в единице объема вы-
ражается той же величиной. Поэтому полная средняя энергия звуковой
волны в единице объема:
кп
Э=Э+Э.
Σ
(27)
Величину
Э
Σ
еще называют полной средней энергией звуковой вол-
ны в единице объема, и аналитически она может быть записана
22 22 2
11
Э2 .
22
AfAU
∑
=ρω =πρ =ρ
(28)
Таким образом, средняя плотность энергии в “бегущей”, упругой
звуковой волне пропорциональна плотности среды ρ, квадрату ампли-
туды колебаний А
2
и квадрату частоты f
2
.
Здесь имеется полная аналогия с процессами движения в механике:
действительно, полная энергия, например качающегося маятника, оп-
ределяется подобным образом.
Средняя плотность энергии звуковой волны
Э
Σ
измеряется в Дж/м
3
или в Вт·с/м
3
, так как 1Дж=1Вт·с (и эта размерность вытекает из фор-
мулы (28)).
В плоской звуковой волне средняя плотность энергии
Э
Σ
остается
постоянной, ибо поверхность волнового фронта, соединяющая точки с
одинаковой фазой, через которую проходит энергия, не меняется.
Амплитуда А плоской волны остается постоянной. Этому идеально-
му случаю соответствуют простейшая физическая модель рис. 1 и при-
водимые формулы, в которых A = const. На практике этому случаю с
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- …
- следующая ›
- последняя »
