38 Механические волны

Распространение колебаний от точки к точке, от частицы к частице в упругой среде называется механической волной. Если закрепить один конец упругого шнура, а другому сообщить колебания в направлении, перпендикулярном шнуру, то вдоль него будут распространяться колебания, т. е. будет создаваться волновое движение. Волна представляет собой колебания, которые при своем распространении не переносят с собой вещество. Волны переносят энергию из одной точки пространства в другую. Представим себе, что мы имеем систему шариков, связанных упругими пружинами и расположенными вдоль оси х. При колебании точки 0 вдоль оси у с частотой w согласно уравнению у = А • cos wt, каждая точка этой системы будет также совершать колебания, перпендикулярные оси х, но с некоторым отставанием по фазе. 

Длина́ волны́ — расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах, обычно длина волны обозначается греческой буквой  .[1] По аналогии с волнами, возникающими в воде от брошенного камня, длиной волны является расстояние между двумя соседними гребнями волны. Одна из основных характеристик колебаний. Измеряется в единицах расстояния (метры, сантиметры и т. п.). Величина  , обратная длине волны, называется волновым числом и имеет смысл пространственной частоты. Получить соотношение, связывающее длину волны с фазовой скоростью ( ) и частотой ( ) можно из определения. Длина волны соответствует пространственному периоду волны, то есть расстоянию, которое точка с постоянной фазой проходит за время, равное периоду колебаний  , поэтому

39 Звуковые волны и их свойства

Звуковые волны имеют несколько основных свойств: • Распространение звуковых волн. Звуковые волны распространяются через воздух, жидкости и ткани человеческого организма почти исключительно в виде упругих волн. Последние представляют собой зоны, в которых молекулы, составляющие среду, попеременно разрежаются или уплотняются. Таким образом, звуковые волны могут распространяться через вещество и не распространяются в вакууме. • Скорость распространения. Скорость звука при прохождении любых веществ относительно мала (для ткани около 1540 м/с). Следовательно, время прохождения звуковой волны может быть точно измерено и соотнесено с пройденным расстоянием с использованием принципа «время -расстояние». • Отражение (частичное или полное) звуковых волн от поверхностей: степень отражения падающих на поверхность звуковых волн зависит от акустического сопротивления (импеданса): Импеданс - отношение интенсивности падаюшей звуковой волны к той ее части, которая была пропущена средой. Акустическое сопротивление - произведение плотности и скорости звука. Характеризует рассеяние энергии волн в веществе.

Область слышимости

Для нормального среднестатистического органа слуха человека существуют некоторые предельные (пороговые) минимальные значения физических параметров звукового поля, при которых еще существует слуховое ощущение. Таким порогом слышимости являются стандартизованная интенсивность звука I0=10...12 Вт/м2 (близкая к порогу слышимости при f=1000 Гц в тишине), а также соответствующие ей звуковое давление p0=2*10^-5 Па и плотность звуковой энергии e03*10^-15 Дж/м3. Порог слышимости является частнозависимым. Выше порога слышимости расположена область слышимости.

АКУСТИЧЕСКИЙ СПЕКТР — графическое изображение состава шума в зависимости от частоты; является важнейшей характеристикой шума. Спектр шума указывает распределение колебательной энергии по звуковому диапазону частот.

эффекта Доплера (ЭД) для акустических волн состоит в следующем. Пусть источник звука движется относительно среды со скоростью v. Сначала (для простоты) рассмотрим случай, когда угол между направлением скорости источника и направлением от источника к приемнику равен нулю, т.е. источник звука движется прямо на приемник, неподвижый относительно среды, в которой распространяется звук (рис. 1)