Составители:
Рубрика:
18
Переменное давление звуковой волны
Как видно из формулы (30), сила звука при всех прочих равных ус-
ловиях зависит от плотности среды ρ, где звуковая (ультразвуковая) волна
распространяется.
Это означает, что, например, на апертуру механического датчика-пре-
образователя, будет оказываться не одинаковое давление при размеще-
нии последнего в разных по своим плотностям средах.
При выводе выражения для давления в звуковой волне D использу-
ется ньютоново уравнение движения. Согласно ему, произведение плот-
ности ρ единицы объема на ускорение b должно быть равно силе, дей-
ствующей на единичный объем, в качестве которого в звуковой волне
принимается перепад давления в направлении ее распространения, т. е.
величина dD/dx. Поэтому понятие давления звуковой волны, как пра-
вило, применяют к “подвижным” средам, таким как газы и жидкости.
Итак, уравнение движения применительно к звуковой волне в газе
d
,
d
D
b
x
ρ=−
(33)
или с учетом выражения (23)
2
d
sin .
d
b
xD
At
cx
−ρω ω − = −
(34)
Интегрируя выражение (34) по x, непосредственно находим иско-
мую зависимость звукового давления D от координаты и времени
0
cos ,
x
DD Ac t
c
=+ρωω−
(35)
где D
0
– нормальное атмосферное давление в отсутствии звукового поля.
Величину
A
DcAcU
=ω
ρ
=
ρ
(36)
называют амплитудой звукового давления, которое при данной силе зву-
ка
()
2
1
2
FcU
=ρ
не зависит от частоты звуковых колебаний.
Избыточное давление, создаваемое звуковым полем, измеряется в
атмосферах так же, как давление воздушной среды или воды на опреде-
ленной глубине. (Напомним, что 1 атм =1 кг/см
2
).
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- …
- следующая ›
- последняя »
