Элементы акустики
Уровень интенсивности – объективная (энергетическая) характеристика; равна:
(Бел) ; (дБ, децибел).
Здесь – порог слышимости на частоте 1000 Гц.
Уровень громкости (громкость) – субъективная характеристика, учитывающая среднюю чувствительность человеческого уха к звукам разной частоты, выраженный в фонах (фон), на частоте 1000 Гц совпадает с уровнем интенсивности, выраженным в децибелах:
.
То есть, по определению, при шкалы громкости и уровня интенсивности совпадают. Для других частот надо пользоваться кривыми равной громкости (рис.4.22).
При распространении звуковых волн создаётся избыточное давление; его максимальное значение равно
.
Уровень избыточного звукового давления
.
Волновое сопротивление среды:
.
Коэффициенты проникновения и отражения на границе раздела зависят от соотношения волнового сопротивления двух сред:
; .
По закону сохранения энергии .
14. Эффект Доплера для звуковых волн
Эффект Доплера – изменение наблюдаемой частоты волны при относительном движении источника и/или наблюдателя. Рассматривается случай, когда скорости источника и наблюдателя меньше скорости звука в данной среде: ; . Частота излучения источника .
а) Пусть источник покоится; наблюдатель движется к источнику (рис.4.23).
Длина волны звука . Период колебаний, который воспринимает наблюдатель, это время между прохождением мимо наблюдателя двух последовательных гребней волны:
; .
. (4.73)
Если наблюдатель движется от источника, то , и
. (4.74)
б) Пусть источник движется к наблюдателю; наблюдатель покоится. В этом случае изменится длина волны: волны «нагоняют» друг друга за один период на расстояние (рис.4.24).
.
Поскольку , то , и
. (4.75)
Наконец, пусть источник движется от неподвижного наблюдателя. Гребни волн, которые проходят мимо наблюдателя, становятся реже: ; следовательно,
. (4.76)
Объединим все 4 формулы (4.43)-(4.76):
. (4.77)
Верхние знаки относятся к случаю сближения источника и наблюдателя; нижние – удаления.
Дата добавления: 2015-04-10; просмотров: 995;