Классификация звуковых волн по направлению колебаний частиц
1) продольные;
2) поперечные.
Продольная звуковая волна - волна, в которой частицы среды колеблются в направлении луча.
Поперечная звуковая волна - волна, в которой частицы колеблются в направлении, перпендикулярном лучу.
Тип волны, распространяющийся в среде, зависит от того, каким образом возбуждается волна и от того, как и каким частицам передает свою энергию текущая частица.
Примеры.
1. В тонком и длинном отрезке вещества может распространяться как продольная, так и поперечная волна, в зависимости от направления возбуждения. Они даже могут распространяться одновременно, и суммарная волна будет иметь промежуточный угол.
2. Граница раздела сред разной плотности. Например, при распространении волны по водной поверхности, волна сжатия немедленно трансформируется в высоту столбика воды, т.е. волна поперечная.
3. Однородная среда.
3.1. При возбуждении пульсирующей сферой существует продольная волна.
3.2. При возбуждении колеблющейся мембраной. В плоскости мембраны существует поперечная волна, перпендикулярно мембране - продольная волна, а в промежуточных углах волна, занимающая промежуточное положение между продольной и поперечной.
В однородной среде, однако, не может существовать поперечная волна в чистом виде, без сопоставимых уровней продольных составляющих на соседних лучах. Кроме того, человеческий слух реагирует главным образом на продольную составляющую звуковой волны.
Надо сказать, что этот момент изучен слабо и доминирует представление, что звуковые волны бывают только продольные. Недоучет необходимости передачи типа волны, возможно, снижает достоверность звучания электроакустических систем.
Направление распространения звуковых волн называют звуковым лучом, а поверхность, соединяющую смежные точки поля с одинаковой фазой колебания (например, точки максимального сгущения или разрежения),— фронтом волны. Звуковые лучи пересекают фронт волны под прямым углом. В общем случае фронт волны имеет сложную форму, но в большинстве практических случаев можно ограничиться соотношениями, полученными для плоской и сферической форм фронта, а иногда еще и цилиндрической.
Если период колебаний Т, то частота колебаний f = 1/т, а длина звуковой волны, равная расстоянию между соседними фронтами, находящимися в одинаковой фазе (см. рис. 1.1), λ = cT = c/f, где с — скорость звука.
В системах связи и вещания частоты колебаний лежат в пределах от 20—30 до 15 000—20 000 Гц, соответственно длины звуковых волн — от 17—11,3 м до 2,27—1,7 см.
Частоты колебаний подразделяют на низкие, средние и высокие звуковые частоты. К низким относят частоты, лежащие в пределах от 20 до 200—500 Гц, к высоким звуковым частотам от 2000—5000 до 20 000 Гц, к средним — промежуточные между высокими и низкими. Обычно для краткости прилагательное «звуковые» опускают, особенно в тех случаях, когда речь идет только об акустических процессах и трактах (и не рассматриваются вопросы, относящиеся к радиочастотам). Частоты, лежащие ниже 20 Гц, называют инфразвуковыми, а выше 20 кГц — ультразвуковыми.
Звуковое поле характеризуют рядом линейных и энергетических величин.
Дата добавления: 2016-02-16; просмотров: 1268;