Інтенсивність звуку 1

Інтенсивність I звукової хвилі (З) - середня за часом енергія, що переноситься звуковою хвилею через одиничну площадку, перпендикулярну до напрямку поширення хвилі, в одиницю часу. Для періодичних хвиль усереднення проводиться за проміжок часу більший у порівнянні з періодом або за ціле число періодів.

Для плоскої синусоїдальної хвилі, що біжить ІЗ

I = pv ¤ 2 = p 2 ¤ 2 r c = v 2 r c ¤ 2. (1)

де p - амплітуда звукового тиску;

v - амплітуда коливальної швидкості частинок;

r - щільність середовища;

c - швидкість звуку в ній.

У сферичної біжить хвилі З обернено пропорційна квадрату відстані від джерела. У стоячій звуковій хвилі I = 0. тобто потоку звукової енергії в середньому немає.

З плоскою гармонійної хвилі, що біжить дорівнює щільності енергії звукової хвилі, помноженої на швидкість звуку. Потік звуковий енергії характеризують вектором Умова - вектором щільності потоку енергії хвилі, який може бути представлений як добуток ІЗ на вектор хвильової нормалі, тобто одиничний вектор, перпендикулярний фронту хвилі.

Якщо звукове поле є суперпозицією гармонійних хвиль різних частот, то для вектора середньої щільності потоку енергії виконується властивість адитивності.

У практичному аспекті для випромінювачів, що створюють плоску хвилю, під ІЗ розуміють інтенсивність випромінювання - питому потужність випромінювача, тобто потужність звуку, віднесену до одиниці площі випромінюваної поверхні.

З вимірюється в системі одиниць СІ в Вт / м 2. У ультразвукової техніки часто використовують одиницю Вт / см 2. З також оцінюється рівнем інтенсивності за шкалою децибел: число децибел N = 10lg (I ¤ I 0). де I - інтенсивність даного звуку, I 0 = 10 -12 Вт / м 2.

Час ініціації (log t o від -12 до 1);

Час існування (log t c від -10 до 3);

Час деградації (log t d від -12 до 1);

Час оптимального прояви (log t k від -1 до 1).

Технічні реалізації ефекту

Технічна реалізація ефекту

Джерело пружних хвиль створює в середовищі звукове поле, що характеризується деяким розподілом звукового тиску і пов'язаного з ним значення ІЗ. Для вимірювання звукового тиску застосовують приймачі різного типу, в основному п'єзоелектричні перетворювачі. На частотах, близьких до гіперзвуковим, використовують пьезополупроводніковие і плівкові перетворювачі. У рідинах при великій інтенсивності звуку застосовують радіометр, на високих частотах - термічні приймачі звуку. Один з еталонних методів вимірювання ІЗ заснований на ефекті диска Релея (див. Опис «Диск Релея»), що дозволяє визначати колебательную швидкість, за величиною якої обчислюється значення звукового тиску і ІЗ.

З визначає ефективність таких ультразвукових технологій як ультразвукове очищення, ультразвукове диспергування, зміцнення, металізація та пайка (див. Описи). При акустичної кавітації (див. Опис) і пов'язаних з нею ефектів величина ІЗ робить вирішальний вплив на процес виникнення кавітації і динаміку кавітаційних бульбашок.

1. Ультразвук / Под ред. І.П. Голяміной.- М. Радянська Енциклопедія, 1979.- 400 с.

  • амплітуда
  • хвиля біжить
  • хвиля гармонійна
  • хвиля плоска
  • хвиля стояча
  • хвиля сферична
  • тиск звукове
  • децибел
  • інтенсивність звуку
  • швидкість звуку
  • потужність звуку
  • нормаль
  • щільність середовища
  • щільність потоку енергії
  • поле звукове
  • питома потужність
  • Умова вектор
  • ультразвук
  • фронт хвилі
  • енергія хвилі

Розділи природничих наук:

Схожі статті