Акустичні хвилі

Акустичні хвилі¾ хвилі з частотами в діапазоні від 16 Гц до 20 000 Гц, які викликають у людини слухові (звукові) відчуття. Хвилі з n < 16 Гц ¾ інфразвукові, а хвилі з n > 20000 Гц ¾ ультразвукові.

Звукові шуми ¾ акустичні хвилі з неперервним спектром.

Музикальні (тональні) звуки¾ акустичні хвилі з лінійчатим спектром. Кожна синусоїдальна хвиля називається звуковим тоном, а тон із найменшою частотою n₀ ¾ основним, тони з n > n₀ ¾ обертонами, якщо n кратні n₀ ¾ обертони називаються гармонічними (перша, друга і т.д. гармоніки).

Тембр звукувизначається набором обертонів ¾ їх частотами та амплітудами.

Мірою сили слухового відчуття є гучність звуку, яка залежить від його інтенсивності та частоти.

Порогом чутностіназивається та мінімальна інтенсивність звуку І₀, при якій звук сприймається органами слуху. Стандартний поріг чутності при n=1000 Гц.

Порогом болевого відчуттяназивається та мінімальна інтенсивність звука І_пор, при якій сприймання звуку органами слуху не викликає болевого відчуття.

Інтенсивність плоскої звукової хвилі - кількість енергії, що проходить за одиницю часу через одиничну плоску поверхню перпендикулярно напрямкові поширення хвилі і може бути представлена у вигляді (див.п.5.4)

,

де r ¾ густина середовища, ¾ частота хвилі, А ¾ амплітуда хвилі, V ¾ швидкість хвилі. Суб'єктивною, фізіологічною оцінкою інтенсивності звуку є гучність звуку. З ростом інтенсивності звуку його гучність зростає за логарифмічним законом. За об'єктивну оцінку гучності звуку беруть рівень інтенсивності звуку

.

Одиницею інтенсивності звуку є "Белл". У практиці користуються одиницею у 10 разів меншою - децибелл (дБ).

Фізіологічною характеристикою є рівень гучності, що вимірюється в фонах. Так, при інтенсивності в 1 дБ, звук чистого стандартного тону (1000 Гц) має рівності гучності 1 фон.

Ультразвук. Ультразвукє акустичною хвилею з частотою n > 20 кГц і характеризується особливою властивістю поширюватися у вигляді строго спрямованих променів. Це викликано високими частотами (малими довжинами хвиль) ультразвуку. Для генерації ультразвукувикористовуються змінні електричні або магнітні поля, що діють, наприклад, на кварцеву пластину у першому випадку ¾ зворотний п'єзоелектричний ефект, або феромагнтик у другому випадку ¾ магнітострикція. В обох випадках у кристалах виникають вимушені пружні деформації, що породжують у випадку резонансу (власні частоти кристалів співпадають з частотами змушуючого поля) випромінювання потужних ультразвукових хвиль.

Ультразвуки широко використовуються в техніці і промисловості, у вивченні фізичних властивостей речовин, у медицині і біології і т.п.