Атмосферная акустика


главная страница Рефераты Курсовые работы текст файлы добавьте реферат (спасибо :)Продать работу

поиск рефератов

Лекция на тему Атмосферная акустика

скачать
похожие рефераты
подобные качественные рефераты

Размер: 1.35 мб.
Язык: русский
Разместил (а): Анвар
04.01.2011
1 2 3    

ЛЕКЦИЯ 8.3. АТМОСФЕРНАЯ АКУСТИКА

8.3.1 Восприятие звуковых волн ухом человека, частота и сила (громкость) звука

Звук представляет собой распространяющиеся в среде упругие колебания малой интенсивности (амплитуды), т.е. это продольные прима-волны сжатия и разрежения (рис. 8.7). В узком смысле под звуком понимается слышимый звук – упругие волны, воспринимаемые ухом человека. Упругие волны с большой амплитудой называются ударными.

Как и всякий волновой процесс, звуковые волны характеризуются скоростью распространения V, длиной волны , частотой и периодом Т, которые связаны между собой соотношением

V = = /T. (8.16)

Акустические частоты лежат в пределах:

<16 Гц 16–44 44–2300 2300–200000 > 20000

Инфразвук Шум Звуки человеческого голоса Свисты Ультразвук

>20,7 м 20,7–7,5 м 7,5–0,14 м 14,4–1,7 см < 1,7 см

Среднее человеческое ухо воспринимает как звук частоты в пределах от 20 Гц до 20 кГц. Но самые низкие и самые высокие частоты, воспроизведенные лучшими певцами Мира за всю историю, лежат в пределах 44–2300 Гц, что и дает основание выделить их как звуки человеческого голоса.

Звуковым частотам при V = 331 м/c (что имеет место при t = 0ºC) соответствуют длинны волн , приведенные в табличке диапазонов частот. Как видно, они занимают диапазон примерно от 2 см до 21 м.

Под силой звука I понимают интенсивность звуковой волны, т.е. поток энергии волны, приходящийся на единичную площадку в 1 м2 в 1 с и выражаемый в Вт/м2.

Если (Н/м2=Па) есть перепад или амплитуда давления в звуковой волне, – плотность воздуха, то

(8.17)

Ухо человека имеет неодинаковую чувствительность к звуковым волнам разной частоты. Наиболее чувствительно оно к звукам с частотами 700…, 6000 Гц. Здесь ухо способно воспринимать звуки с I = 10–11 ÷ 10–12 Вт/м2. Наименьшая сила звука, которую ухо человека способно воспринимать, называется порогом слышимости. Стандартный порог слышимости Iс принят равным 10–12 Вт/м2 при частоте 1000 Гц = 1 кГц.

Наибольшая сила звука I, которую мы еще воспринимаем как звук, а не как боль, называется порогом осязания. На разных частотах он различен, изменяясь от 0,1 Вт/м2 при 6000 Гц до 10 Вт/м2 как при низких, так и при высоких частотах.

Таким образом, если не учитывать влияние частоты, ухо воспринимает как звук диапазон интенсивностей от 10–12 до 10 Вт/м2 , что соответствует изменению I в 1012–1013 раз. При таком большом диапазоне I удобно пользоваться на практике логарифмическим масштабом, выражая уровень интенсивности звука (уровень громкости звука) как величину L

L = 10 lg(I/Ic) (8.18)

где I – сила исследуемого звука Вт/м2, Ic = 10–12 Вт/м2 – стандартный порог слышимости.

Уровень интенсивности L (громкость звука) в (8018) выражается во внесистемных единицах – децибелах (дБ). L=1 дБ, если lg(I/Ic)=0,1=10–1 (тогда I=1,26 Ic). В этом случае, если I меняется в интервале от 10–12 до 1 Вт/м2 (т.е. в 1012 раз), то L (дБ) меняется в интервале от 0 до 120 дБ (табл. 8.8).

Два уха позволяют определить направление на источник звука. При частоте 1000 Гц человек воспринимает запаздывание звука по фазе на то или иное ухо всего в 10–4 с. Это соответствует минимальному углу на звук в 100. При этом определяется как угол между нормалью, проведенной к середине отрезка прямой, соединяющей отверстия ушных раковин, и направлением на источник звука из середины отрезка.

Таблица 8.8 Громкости различных звуков в дБ и соответствующие им значения I Вт/м2

Источник звука

Расстояние, м

I, Вт/м2

L, дБ

Шепот

Падение капель воды

Негромкий разговор

Автомобиль на асфальте

Симфонический оркестр

Отбойный молоток

Мотор самолета

Ударная волна реактивного самолета

1

1

1

5–10

3–5

1

10

10

10–12

10–10

10–8

10–6

10–4

10–2

1

0

20

40

60

80

100

120

150–200

Особенностью инфразвуков является то, что при распространении они слабо затухают. Поэтому мощные инфразвуковые волны, возникающие при далеких штормах на море, могут быть приняты на больших удалениях. Возможно, у некоторых рыб имеется чувствительность к инфразвукам.

Ультразвуковые волны вследствие большой частоты имеют две особенности:

1. Здесь можно получить волны с высокой интенсивностью I до 1–2 кВт/м2;

2. Для ультразвуковой волны можно получить направленное излучение.

8.3.2 Зависимость скорости звука от температуры и влажности

Ударные волны.

Скорость звука V в среде зависит от ее сжимаемости, т.е. упругости и в общем случае определяется выражением:

(8.19)

где Е – модуль Юнга, =1/Е – коэффициент объемного сжатия, р – давление, – плотность среды.

Так, по (8.19) V (меди) = 3910 м/с, V (алюминия) = 4880 м/с, V (воды) = 1430 м/с.

Для газов при условии адиабатичности процесса имеем:

V = (8.20)

где и – теплоемкости при постоянном давлении и объеме (=1,401).

    продолжение
1 2 3    

Добавить лекцию в свой блог или сайт
Удобная ссылка:

Скачать лекцию бесплатно
подобрать список литературы


Атмосферная акустика


Постоянный url этой страницы:
Лекция Атмосферная акустика


Разместите кнопку на своём сайте:
Рефераты
вверх страницы


© coolreferat.com | написать письмо | правообладателям | читателям
При копировании материалов укажите ссылку.