Звуковое поле. Звуковые волны. Продольные и поперечные волны.

Основные физические характеристики звукового поля.

Звук – это колебательные движения в любой материальной среде (газообразной, жидкой, твердой), вызванные каким-либо источником.

При этом среда должна обладать упругостью и инерционностью, т.к. в вакууме звук распространятся не может.

Звук, как физическое явление, представляет собой волновое колебание упругой среды, вызванное каким-либо источником.

Процесс распространения колебательного движения в упругой среде называется звуковой волной.

Величина обратная периоду, называется частотой колебания

f=1/Т, Гц– кол-во колебаний в секунду.

Звук (процесс) за время t проходит расстояние равное длине волны λ

Ухо человека ощущает колебания от 16 Гц до 20000Гц

Колебания с частотой< 16Гц- инфразвук, > 20000Гц- ультразвук.

Скорость распространения звуковой волны или скорость звука в изотропных(однородных) средах равна (в м/с):

с= λ /T= λ *f, где λ =с/f, м

Область среды, в которой распространяются звуковые волны, называется звуковым полем.

При распространении звуковой волны следует различать 2 явления:

1)движение частиц среды в волне характеризуются колебательной скоростью частиц среды (V, м/с)

2)перемещение самой волны в среде – это скорость звука (с, м/с)

Энергия от источника звука распространяется волнами (продольными и поперечными):

-при продольных волнах вектор колебательной скорости частиц среды, совпадает с направлением распространения волны (в воздухе и жидкостях)

- при поперечных волнах вектор колебательной скорости частиц среды, ориентирован перпендикулярно направлению распространения звуковой волны (в твёрдых телах).

В твердых телах возможны различные комбинации продольных и поперечных волн.

В тонких конструкциях, когда их толщина меньше1/6 λ, возникают изгибные волны.

В воздухе различают 3 типа продольных звуковых волн, отличающихся друг от друга формой фронта волны:

1) Плоские звуковые волны, имеющие фронт в виде плоскости, нормальной к направлению распространения звуковой волны.

2)Сферические или шаровые с фронтом в виде сферы

3)цилиндрич-е, с формой фронта волны в виде боковой поверхности цилиндра

Фронт волны- поверхность, проходящая через частицы среды, совершющие колебания в одной и той же фазе.