Интернет магазин бытовой техники утюг Магазин Fotomag.

ВОЛНЫ В УПРУГОЙ СРЕДЕ. АКУСТИКА

Основные формулы

• Уравнение плоской волны

 , или  ,
где  — смещение точек среды с координатой х в момент времени t; ω — угловая частота; υ — скорость распространения коле­баний в среде (фазовая скорость); k — волновое число; ;
λ — длина волны.

 • Длина волны связана с периодом Т колебаний и частотой ν соотношениями  и

 •Разность фаз колебаний двух точек среды, расстояние между которыми (разность хода) равно Δx,

где λ — длина волны.

• Уравнение стоячей волны

 , или

• Фазовая скорость продольных волн в упругой среде:

в твердых телах ,
где Е — модуль Юнга; р — плотность вещества;

в газах  ,или ,
где γ — показатель адиабаты (γ =c_p/c_v — отношение удельных теп-
лоемкостей газа при постоянных давлении и объеме); R — моляр-­
ная газовая постоянная; Т—термодинамическая температура; М—
молярная масса; р — давление газа.

• Акустический эффект Доплера

[an error occurred while processing this directive]

где ν — частота звука, воспринимаемого движущимся прибором (или ухом); υ — скорость звука в среде; u_пр — скорость прибора относительно среды; u_ист — скорость источника звука относительно среды; ν ₀ — частота звука, испускаемого источником.

• Амплитуда звукового давления

p₀=2πνρυA,

где ν — частота звука; А — амплитуда колебаний частиц среды; υ — скорость звука в среде; ρ — ее плотность.

• Средняя объемная плотность энергии звукового поля

где ξ₀ — амплитуда скорости частиц среды; ω — угловая частота звуковых волн.

• Энергия звукового поля, заключенного в некотором объеме V,

• Поток звуковой энергии

 ,

где W — энергия, переносимая через данную поверхность за вре­мя t.

• Интенсивность звука (плотность потока звуковой энергии)

· Интенсивность звука связана со средней объемной плотно­стью энергии звукового поля соотношением

I =<w>J, где J — скорость звука в среде.

· Связь мощности N точечного изотропного источника звука с интенсивностью звука

I = N/(4pr²),

где r — расстояние от источника звука до точки звукового поля, в которой определяется интенсивность.

· Удельное акустическое сопротивление среды

Z_S=rJ.

· Акустическое сопротивление

Z_a = Z_S/S,

где S — площадь сечения участка акустического поля (например, площадь поперечного сечения трубы при распространении в ней звука).

· Уровень интенсивности звука (уровень звуковой мощности) (дБ)

L_P=10 1g(I/I₀),

где I₀ — условная интенсивность, соответствующая нулевому уров­ню интенсивности (I₀=1 пВт/м²).

· Уровень громкости звука L_N в общем случае является слож­ной функцией уровня интенсивности и частоты звука и определя­ется по кривым уровня громкости (рис. 7.1). На графике по гори­зонтальной оси отложены логарифмы частот звука (сами частоты указаны под соответствующими им логарифмами). На вертикальной оси отложены уровни интенсивности звука в децибелах. Уровни громкости звука отложены по вертикальной оси, соответствующей эталонной частоте v=1000 Гц. Для этой частоты уровень громкости, выраженный в децибелах, равен уровню интенсивности в децибе­лах. Уровень громкости звуков других частот определяется по кривым громкости, приведенным на графике. Каждая кривая соот­ветствует определенному уровню громкости.

Кривые уровней громкости

Частота, Гц

 Рис. 7.1

Определение момента инерции маятника. 1.Установить по высоте нижний кронштейн с фотодатчиком так, чтобы поверхность кронштейна, окрашенная в красный цвет, совпала с нижней отметкой шкалы.Указатель определяет длину пути маятника. 2. Установить необходимую длину бифилярного подвеса таким образом, чтобы нижний край среза сменного кольца маятника находился на 4-5мм ниже оптической оси фотодатчика, при этом ось маятника должна занять горизонтальнре положение. 3. Включить в сеть шнур питания микросекундомера и нажать на кнопку "Сеть".При этом должны загореться лампочка фотодатчика и цифровые индикаторы миллисекундомера. 4. Вращая маятник, зафиксировать его в верхнем положении при помощи электромагнита, при этом необходимо следить за тем, чтобы нить наматывалась на ось виток к витку.В зафиксированном положении нити подвеса должны быть прослаблены. 5. Нажать на кнопку "Сброс" для того , чтобы убедиться, что на индикаторах устанавливается ноль. 6. Нажать на кнопку "Пуск" на секундомере и произвести отсчёт времени хода маятника t на табло. 7. Измерения произвести 10 раз для каждых из сменных колец маятника.определить среднее значение t .При смене колец необходимо убедиться в том, чтокольцо насажено на диск до упора! После проведения работы смаятником необходимо отключить миллисекундомер от сети. 8. Вычислить момент инерции Ic,эксп маятника по эксперементальным результатам и оценить его абсолютную и относительную погрешности. При расчёте погрешности Ic,эксп можно принебрегаем 1 т.к в данном эксперементе величина: