Загалом акустика є наукою про звуки. Звуки завжди грали особливу роль у житті будь-якої людини, тому що вони дозволяють людям орієнтуватися в просторі, спілкуватися, дивитися фільми і слухати улюблену музику.

Рисунок 1. Різновиди акустики. Автор24 - інтернет-біржа студентських робіт

Використання акустики затребуване всіма областями, починаючи від будівництва, закінчуючи медициною. Цей науковий розділ вивчає коливання звукових хвиль, принципи формування та розподілу.

Визначення 1

Акустика - велика область фізики, яка досліджує пружні коливання та хвилі від найнижчих частот до гранично високих.

Людина починає чути звук при постійних коливаннях, що виробляються з певною частотою. Одне з основних визначень акустики – це звукова хвиля, яка є вібрації, тиск яких безпосередньо залежить від джерела. Наприклад, сигнал автомобільного клаксону здійснюється з вищим коливанням, ніж людський шепіт. Сила звуку завжди визначається децибелах.

Сучасна акустика охоплює досить широке коло питань, у ній виділяють низку таких важливих підрозділів:

• фізична акустика - вивчає особливості поширення пружних хвиль у різних просторах;
• фізіологічна акустика - визначає будову та роботу звукоутворюючих та звукосприймаючих органів у людини та тварин.

У вужчому сенсі слова під акустикою слід розуміти вчення про звук, тобто про пружні вібрації в газах, твердих тілах і рідинах, що сприймаються людським вухом. Звукова хвиля здатна відбиватися від поверхонь, розсіюватися в них або поглинатися. Параметр відображення сили звуку визначається тим, які акустичні характеристики вона має і що було пройдено звуковою хвилею.

Природа звуку та його фізичні характеристики

Рисунок 2. Фізичні характеристикизвуку. Автор24 - інтернет-біржа студентських робіт

Звукові хвилі та коливання - окремий випадок механічних змін. Однак у зв'язку з важливістю акустичних визначень для правильної оцінки слухових відчуттів, а також через медичну програму доцільно буде деякі питання розібрати більш детально.

На сьогоднішній день прийнято розрізняти такі звуки:

• тони, або музичні звуки;
• шуми;
• звукові удари.

Тоном є періодичний процес звуку. Якщо це процес цілком гармонійний, то тон називається чистим чи повним, а відповідна звукова пласка хвиля описується відповідним рівнянням. Ключовою фізичною характеристикою такого виду звуку є частота. Ангармонійному коливанню відповідає складний тон. Простий тон формує, наприклад, камертон, а ось складний тон можна почути завдяки музичним інструментам.

Найменша частота розкладання складного тону більш прості структурні одиниці відповідає основному тону, інші обертони у разі мають частоти, рівні $2νο$, $3νο$ тощо.

Визначення 2

Набір коливань із зазначенням їхньої конкретної інтенсивності (амплітуди А) називається у фізиці акустичним спектром.

Спектр складного тону завжди є лінійним. Таким чином, акустичний спектр - одна з найважливіших фізичних характеристик музичних звуків, так як вона здатна відрізнятися складною тимчасовою залежністю, що неповторюється.

До шуму дослідники відносять звуки від вібрації автомобілів, оплески, шарудіння, полум'я пальника, скрип, приголосні звуки мови і таке інше. Цей звуковий вигляд можна розглядати як поєднання складних тонів, що хаотично змінюються.

Визначення 3

Звуковий удар - це короткочасна рівномірна звукова дія у вигляді вибуху або бавовни.

Не слід плутати звуковий удар з ударною хвилею, частота якої значно вища.

Хвильова природа звуку

3. Хвильова природа звуку. Автор24 - інтернет-біржа студентських робіт

Щоб краще визначити систему появи звукової хвилі, необхідно уявити в трубі класичний динамік, який до країв наповнений повітрям. Якщо цей пристрій здійснить раптовий рух вперед, то повітря, що знаходиться в безпосередній близькості, на якусь мить стискається. Після цього повітряний прошарок розшириться, штовхаючи собою стислу область повітря вздовж труби.

Ось такий хвильовий рух і стане згодом звуком, коли добереться до слухового органу і "розбурхає" барабанну перетинку. У разі звукової хвилі у газі формується надлишковий внутрішній тиск, непотрібна щільність і відбувається трансформація частинок з постійною швидкістю. При вивченні звуку та його особливостей важливо пам'ятати та обставина, що матеріальна речовина не переміщується пропорційно до звукової хвилі, а з'являється лише тимчасове обурення діючих повітряних мас.

Примітка 1

Якщо частинки вібрують уздовж напрямку розподілу хвилі, то хвильовий звук називається поздовжнім, якщо вони коливаються прямо перпендикулярно напрямку хвильового поширення, то хвиля називається поперечною.

Зазвичай звукові тони в рідинах і газах - поздовжні, у твердих фізичних тілах можливе формування хвиль обох типів. Поперечні хвилі у матеріальних тілах виникають у вигляді опору до зміни початкової форми. Ключова різниця між зазначеними двома типами хвиль у тому, що поперечна хвиля оснащена властивістю поляризації, а поздовжня – немає.

Основні напрямки сучасної акустики

Численні та багаторічні наукові праціз вивчення природи шуму та питань шумоізоляції були опубліковані через деякий час після їх проведення. Перші роботи у цій сфері стосувалися лише звуків, що виробляються авіаційною технікоюта наземним транспортом. Але поступово межі звукових досліджень значно розширилися. В даний час більшість промислово-розвинених держав мають свої науково-дослідні університети, що займаються створенням нових пристроїв та розробкою вирішення цих проблем.

Вчені виділяють такі основні розділи акустики:

• загальна;
• архітектурна;
• геометрична;
• будівельна;
• музична;
• психологічна;
• біологічна;
• електрична та авіаційна;
• медична;
• квантова.

Акустика вивчає такі фізичні явища, як формування, розповсюдження, відчуття звукових хвиль та різні ефекти, що безпосередньо виробляються звуком на органи слуху. Як і всі інші наукові галузі, акустика має власний понятійний апарат. Натомість вона також вважається міждисциплінарним розділом, тобто має тісні взаємозв'язки з іншими сферами знань.

Найбільш виразно і зрозуміло простежується взаємодія акустики з архітектурою, механікою, теорією музики, електронікою та математикою. Основні формули акустики безпосередньо стосуються характеристик поширення звукових хвиль в умовах пружного постійного середовища: рівняння стоячої та плоскої хвиль, формули точного розрахунку швидкості хвиль.

Розстановка наголосів: АКУ`СТИКА

АКУСТИКА (грец. akustikos – слуховий) – вчення про звук; розділ фізики, що вивчає властивості, виникнення, поширення та прийом пружних хвиль у газоподібних, рідких або твердих середовищах.

А. - одна з найдавніших областей фізики - зародилася у зв'язку з потребою дати пояснення явищам слуху та мови. Так, ще Емпедокл (490-430 рр. до н. е.) пояснював поширення і сприйняття звуків рухами особливої ​​(тонкої) речовини, що виходить із тіла, що звучить і потрапляє у вухо. Аристотель (384-322 рр. до н. е.) вже розумів, що тіло, що звучить, викликає стиснення н розрідження повітря, і зумів пояснити процес виникнення луни. Він чітко розмежовував висоту, силу і тембр звуку і пов'язував їх з відмінностями у швидкості та кількості повітря, що рухається, і з пристроєм голосового апарату. Піфагор (6 ст. До н. Е..) Перший сформулював закони коливання струн.

Етапом у розвитку А. стали роботи Галілея і Мерсенна (17 ст), які встановили кількісні закони коливання струн і першими визначили швидкість звуку в повітрі. Гасенді (17 ст) встановив, що швидкість звуку не залежить від його висоти. Брати Вебер (1825) і Савар (1820) показали, що поширення звуку в рідинах та пружних тілах відбувається за тими самими законами, що й у повітрі. У 1863 р. вийшла книга Гельмгольця «Вчення про звукові відчуття», а в 1877-1878 рр. - Праця Релея "Теорія звуку".

Гельмгольц пояснив фізичну природу звуків, з розробленого ним методу аналізу звуків (резонатори Гельмгольца), пояснив сприйняття звуку законами фізики.

Новий етап розвитку А. розпочався у зв'язку з розвитком електронної техніки, створенням електронних підсилювачів, знаходженням нових способів генерування звуків аж до дуже високих частот (мільйони коливань на секунду). Особливо інтенсивно А. стала розвиватися у зв'язку з проблемою радіо- та телемовлення.

Сучасну А. можна поділити на загальну, або теоретичну, фізіологічну, медичну, музичну, архітектурну, технічну та атмосферну; виділяють також електроакустику та гідроакустику.

Загальна, аботеоретична, акустикавивчає (теоретично та експериментально) процеси виникнення та поширення звуку(див.), а також методи акустичних вимірів.

Тіло, що вагається (джерело коливань) створює в довкіллязони поперемінного збільшення та зменшення тиску, що поширюються в різні сторониу вигляді пружних коливань (хвиль) зі швидкостями, що визначаються властивостями середовища, до якого вони поширюються. Напр., швидкість поширення пружних хвиль у повітрі при t° 0° складає 331 м/сек, у воді – 1440-1500 м/сек, у кістковій тканині - 3380 м/сек. Пружні коливання характеризуються частотою коливання (f), довжиною хвилі (λ), інтенсивністю коливання (I). Частота коливань визначається у герцах ( гц); 1 гцдорівнює одному коливанню на секунду. Якщо частота пружних коливань перебуває у межах 16-20000 гц, всі вони сприймаються органом слуху людини як звуку, висота якого визначається частотою коливань; при цьому більшу частоту відповідають вищі звуки.

Сила звуку визначається через інтенсивність звуку або кількість звукової енергії, що протікає через 1 см 2 за 1 с. Інтенсивність коливання максимальна у джерела коливань, що зменшується з відстанню.

Коливання нижче 16 і вище 20000 гц(з відхиленнями в той чи інший бік) вухом людини у вигляді звуків не сприймаються і звуться інфразвуків(див.) та ультразвуків(Див.). Водночас людина через кістки черепа здатна сприймати ультразвуки з частотою близько 100000-150000. гц. Інфразвукові коливання можуть сприйматися організмом вібротактильно (див. Вібрація). Межі сприйняття звукових хвиль тваринами істотно відрізняються від зазначених цифр (напр., морські свинки, хом'яки та деякі інші тварини сприймають звуки з частотою до 100000 гц).

Фізіологічна акустика вивчає фізику та біофізику органів слуху та мовлення, а також наслідки дії пружних коливань, оскільки останні здатні надавати на біологічні об'єкти (в т. ч. і на організм загалом) механічне, теплове та фіз.-хім. дії. Важливе значення при цьому мають інтенсивність звукової енергії та частота. Так, наприклад, при інтенсивності звуку порядку 10 -4 вт/см 2 настає больове відчуття. Інтенсивні звуки, що лежать навіть нижче за поріг больового відчуття, шкідливо позначаються на здоров'ї та працездатності. Тривала дія сильного шуму може призвести до приглухуватості(див.), іноді до глухоті(див.) або специфічне пошкодження органу слуху внаслідок впливу звуків надмірної сили (див. Акустична травма). Водночас чутливість вуха людини до звуків різної висоти неоднакова. Найбільшу чутливість вухо має до тонів 1000-3000 гц.

Пружні коливання різних діапазонів частот викликають специфічні впливи, проте всім діапазонів частот є загальне у характері їх дії: 1) при малих інтенсивностях звуковий вплив на біологічний субстрат практично відсутня; 2) при середніх інтенсивностях вплив пружних коливань викликає механічні, теплові та фіз.-хім. зміни; 3) при більших інтенсивностях у біологічному субстраті відбуваються незворотні зміни, що ведуть іноді до загибелі організму (див. Звук, біологічний ефект дії звуків великої інтенсивності)

Медична акустика, використовуючи прийоми та методи фізіологічної А., досліджує та вишукує можливості застосування пружних коливань у практичній медицині (діагностиці, терапії, хірургії).

Особлива увага приділяється вивченню пружних коливань, що виникають в організмі людини під час роботи його внутрішніх органівта кровоносної системи (напр., механічна діяльність серця, легень, пульсові хвилі тощо). Ці дослідження, проведені в умовах норми і патології, служать основою створення акустичних приладів і апаратів, а також деяких методів дослідження (напр., аускультація, пневмографія, фонокардіографія). Для діагностики захворювань органу слуху, і навіть дослідження слухового аналізатора використовується зовнішній звуковий генератор (див. Аудіометрія, аудіометр).

Одним із розділів використання звукових коливань у медицині є пристрої для протезування голосового апарату та корекція слуху хворого (див. Слухові апарати).

Особливо широко застосовується ультразвук. Він використовується для терапії, забезпечуючи високу ефективність лікувальної дії, дедалі ширше застосовується в діагностичних цілях, доповнюючи рентгенографію. Ультразвук знайшов застосування в хірургії, що обумовлено легкістю отримання потужних ультразвуків, при необхідності у вигляді тонких пучків з можливістю фокусування їх подібно до оптичних променів. Це використовується при лікуванні деяких хвороб мозку, коли необхідно локально некротизувати тканину (інтенсивність кожного з спрямованих в задану точку променів ультразвуку недостатня, щоб викликати яке-небудь патологічне зміна, але у фокусі їх сумарна інтенсивність виявляється достатньою, щоб некротизувати тканину).

Ультразвуки володіють вираженими бактерицидними властивостями, що знайшло застосування, напр., при стерилізації молока, консервів і т. д. докладно про застосування ультразвуку в медицині – див. Ультразвук).

Одним із аспектів практичного застосування результатів досліджень у галузі А. є сан. нормування шуму(Див.). Рівень шуму та його спектральний аналіз вимірюють шумомірами та аналізаторами спектру звуків. На підставі спеціальних робіт, що враховують шкідливу дію шуму на організм людини, розроблені гранично допустимі норми шуму для різних умов. Аналогічні роботи проведено і в галузі санітарного нормування вібрації(Див.).

Основні види застосування акустики в медичної практикидив. вище.

Архітектурна акустикавивчає звукові процеси в закритих приміщеннях з точки зору забезпечення хорошої чутності мови та музики у всіх точках, де можуть бути слухачі, та ін.

Атмосферна акустиказаймається гол. обр. вивчення закономірностей поширення звуку у вільній атмосфері.

Технічна акустикарозглядає в основному практичну можливість застосування А. до техніки передачі окремих звуків, мови та музики, що пов'язано гол. обр. з проблемами перетворення звукової енергії на електричну; тому технічну А. нерідко називають електроакустикою. Технічна А. поряд із загальною, або теоретичною, займається питаннями створення вимірювальної, приймаючої та передавальної апаратури.

Особливий розділ технічної А. складає гідроакустика, Що вивчає поширення звукових хвиль і променів в рідкому середовищі, і в першу чергу у воді

Бібліогр.: Беранек Л. Акустичні виміри, пров. з англ., М., 1952; Красильников В. А. Звукові та ультразвукові хвилі в повітрі, воді та твердих тілах, М., 1960; Лемб Г. Динамічна теорія звуку, пров. з англ., М., 1960; Поль Р. В. Механіка, акустика та вчення про теплоту, пров. з ньому., М., 1971; Стретт Д. В. (Релей Д. В.), Теорія звуку, пров. з англ., т. 1 – 2, М., 1955; Нудьг Е. Основи акустики, пров. з ньому., Т. 1 - 2, М., 1958 - 1959; Морс P. M. a. Ingard К. U. Теоретичні акустики, N. Y. а. о., 1968.

Л. А. Водолазський, А. А. Чевненків.

Джерела:

1. Велика медична енциклопедія Том 1/Головний редактор академік Б. Ст Петровський; видавництво « Радянська енциклопедія»; Москва, 1974. - 576 с.

АКУСТИКА(від грец. akustikos - слуховий) - область фізики, в якій досліджуються пружні і хвилі від найнижчих частот (умовно від 0 Гц) до гранично високих (10 12 -10 13 Гц), процеси їх збудження і поширення, взаємодія їх з речовиною та різноманітні застосування.

А.- одна з найдавніших областей знання. Вона виникла за дек. століть до н. е. як вчення про звук, тобто про пружних хвилях, що сприймаються людським вухом (звідси і походження назв. "А."). Початок становлення А. як фіз. Наука (17 ст) пов'язана з дослідженнями системи, музичних тонів, їх джерел (струни, труби), з вимірами швидкості поширення звуку. До поч. 20 ст. А. розвивалася як розділ механіки. Створювалася загальна теорія ме-ханич. коливань, і поширення звукових хвиль серед, розроблялися методи вимірювань параметрів звукових хвиль - звукового тиску, потоку енергії, швидкості поширення. Діапазон досліджуваних пружних хвиль розширився і охопив області нижче (інфразвук) і вище області чутних частот. Створення методів розкладання складного коливання. Процес на прості складові (метод Фур'є) заклав основи аналізу звуку н синтезу складного звуку з простих складових. Весь цей класич. етап розвитку А. підсумований до поч. 20 ст. Релеєм (Дж. У. Стретт, J. W. Strutt).

Новий етап розвитку А. розпочався у 20-ті рр. ХХ ст. 20 ст. у зв'язку з розвитком радіотехніки і радіомовлення, які викликали необхідність розробки методів і засобів перетворення ел-магн. енергії в акустичну і назад. У зв'язку з розвитком електроніки та будови речовини виникли нові напрямки в А.А.

У совр. А. можна виділити низку розділів. Загальні закономірності випромінювання, поширення та прийому пружних коливань п хвиль вивчає теорія звуку, що широко використовує матем. методи, розроблені в загальній теорії коливань та хвиль. Поруч із хвильовим підходом до розгляду завдань поширення звуку в определ. умовах (трохи довжини хвилі порівняно з масштабом перешкод) користуються і уявленнями про звукові промені. Тому методич. ознакою із загальної теорії звуку виділяється розділ променевий А., або геометричної акустики(аналогічно геом. оптиці).

Стосовно різних характерних моделей середовищ поширення хвиль і адекватним їм методам розгляду акустич. полів сформувалися такі напрями теорії звуку, як статистич. А., акустика середовищ, що рухаються, кристалоакустика. Швидко розвивається нелінійна акустика, пов'язана з вивченням хвиль великої амплітуди, для яких брало властивості середовища не можна, як при класич. підході, вважати незмінними; самі звукові хвилі великої інтенсивності обурюють середовище, унаслідок чого порушується і виникає взаємодія разл. хвильових мод. Розвиток нелінійної А. обумовлено, зокрема, потужним тех. прогресом і потребою розгляду випромінювання звуку джерелами великої потужності.

Найважливіший розділ А., наиб. тісно пов'язаний з іншими провідними областями суч. фізики, - фіз. А., що займається вивченням особливостей поширення пружних хвиль у речовині - газоподібному, твердому або рідкому, дослідженням взаємодії хвиль з речовиною на різних рівнях, зокрема акустоелектронної взаємодії, акустооптичної, фонон-фононної взаємодії та ін. видів взаємодії пружних хвиль з квазічастинками. Підрозділами фіз. А. є молекулярна акустика, Квантова А., оптоакустиката ін. Методи фіз. А.- невід'ємна частина арсеналу Експерим. коштів суч. фізики.

Поширення акустич. хвиль у природ. середовищах - атмосфері, водах Світового океану, земної кориі пов'язані з цим явища вивчаються в атмосферній акустиці, гідроакустиці, геоакустиці. Акустіч. хвилі є найважливішим засобом зондування цих середовищ, засобом отримання інформації про їх будову та наявність у них різноманітних включень. До гідроакустики тісно примикає така важлива та широко розвинена прикладна область, як гідролокація.

Велике прикладне значення як у техніці фіз. експерименту, і у промисловості, на транспорті, у медицині та інших. має т. зв. УЗ-техніка (див. Ультразвук).У пристроях УЗ-техніки використовуються як ультразвуковий, так і гіперзвуковий, а частково і звуковий діапазон частот. УЗ застосовується як засіб впливу на речовину (напр., УЗ-технологія в промисловості, терапія та хірургія в медицині), для отримання інформації (контрольно-вимір. застосування УЗ, УЗ-діагностика, гідролокація), обробки сигналів ( акустоелектроніка, акустооптика).

Особливий розділ А.- біол. А. - що займається питаннями поширення акустич. хвиль у живих тканинах, впливу УЗ на біотканину, вивченням звуковипромінюючих та звукоприймаючих органів у живих організмів. Дослідженням органів та процесів звукосприйняття та звуковипромінювання у людини, а також проблемами мовлення, передачі та сприйняття мови займається фізіологіч. та психологіч. А. Результати цих досліджень використовуються в звукотехніці, архітектурній А., при розробці систем передачі мови, теорії інформації та зв'язку, в музиці, медицині, біофізиці тощо.

Літ.:Стретт Дж. Ст (лорд Релей), Теорія звуку, пров. з англ., 2 видавництва, т. 1-2, М., 1955; Михайлов І. Р., Соловйов Ст А., Сирников Ю. П., Основи молекулярної акустики, М., 1964; Фізична акустика, [під ред. У. Мезона та Р. Терстона], пров. з англ., Т. 1-7, М., 1966-74; Фізика та техніка потужного ультразвуку, під ред. Л. Д. Розенберга, [кн. 1-3], М., 1967-70; Ісакович М. А., Загальна акустика, М., 1973; Ельпінер І. ​​Е., Біофізика ультразвуку, М., 1973; Руденко О. Ст, Солуян С. І., Теоретичні основи нелінійної акустики, М., 1975; Нудьг Е., Основи акустики, пров. з англ., Т. 1-2, М., 1976; Тейлор Р., Шум [пер. з англ.], М., 1978; Урік Р. Д., Основи гідроакустики, пров. з англ., Л., 1978; Бреховських Л. М., Лисан Ю. П., Теоретичні основи акустики океану, Л., 1982; Xаясака Т., Електроакустика, пров. з япон., М., 1982. І. П. Голяміна.

Ісакович М. А. Загальна акустика. Навч. допомога. 1973 рік. 502 стор. djvu. 4.3 Мб.
Книга є введенням у теорію пружних хвиль. У ній викладаються загальні закономірностіповедінки пружних хвиль у різних акустичних ситуаціях, встановлюються погляду, дозволяють одноманітно розглядати різнорідні акустичні явища, з'ясовуються внутрішні зв'язок між явищами. Головна увага приділена докладному з'ясування фізичної сутності питань, що розбираються, без залучення складного математичного апарату. До книги включено низку питань, представлених досі лише у спеціальній науковій літературі. Основний зміст книги відноситься до вивчення плоских та сферичних пружних хвиль різних типів, як основних видів хвиль, що зустрічаються у більшості теоретичних та прикладних завдань. Велика кількість детально розглянутих завдань дозволяє використовувати книгу як довідковий посібник. В основу книги покладено курс загальної акустики, який читає автор у Московському фізико-технічному інституті.

завантажити

Красильников В.А. Введення у акустику 1992 рік. 152 стор. PDF. 3.3 Мб.
В навчальному посібникудаються основні відомості з акустики. Коротко викладається історія розвитку акустики та її місце серед інших наук. Наводяться дані про звукове поле та величини його характеризуючих. Розглянуто задачі про відображення та заломлення хвиль на плоскій межі розділу, акустичних хвилеводах, геометричній акустиці, акустиці навколишнього середовища, уявлень про випромінювання звуку, інтенсиметрії, розсіювання звуку та його поглинання Наводяться основні відомості з акустики твердого тіла, нелінійної акустики, фізіологічної акустики та електроакустики. Для студентів молодших курсів фізичних факультетів університетів, що спеціалізуються на акустиці.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Лепендін Л.Ф. Акустика. 1978 рік. 448 стор. djvu.10.6 Мб.
У навчальному посібнику викладено основні питання курсу акустики, які включені до програми для студентів вищих технічних навчальних закладів.
Посібник складається із двох частин. У першій досліджено теорію коливань механічних систем із зосередженими та розподіленими параметрами; коливання з одним і двома ступенями свободи; методи електромеханічних аналогій Розглянуто також пружні хвилі в газах та рідинах, закони відображення та заломлення плоских хвиль через кордон розділу двох середовищ, а також закони проходження та відображення звуку від кордонів та плоских пластин. Друга частина книги присвячена теорії розсіювання. Викладено питання щодо хвилеводного поширення звуку, основи акустики приміщень.
Книга має додатки, що мають допоміжне значення.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Ф. М О Р 3. КОЛИВАННЯ І ЗВУК. 497 стор. djvu, 20.6 Мб.
Книга "Коливання і звук" написана фізиком-теоретиком Ф. Морзом, відомим своїми роботами в області квантової механіки. Багато питань теорії коливань та звуку автору вдалося викласти зовсім по-новому, використовуючи методи сучасної математичної техніки, що надає книзі значного інтересу. У книзі, крім загального матеріалу, що входить зазвичай у підручники, викладено результати оригінальних робіт автора з архітектурної акустики, частково опублікованих російською мовою, щодо поширення звуку в каналах з поглинаючими стінками, з випромінювання та розсіювання звуку та ін.
Книга розрахована на студентів старших куртів, аспірантів та науковців, що спеціалізуються в галузі акустики та теорії коливань.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Лорд Релей. Теорія звуку. У 2-х томах. 1955 рік. djvu.
Том 1. 504 стор. 7.3 Мб. Том 2. 475 стор. 6.5 Мб. Класика.
В акустиці Релей досліджував коливання струн, стрижнів, пластинок та ін. У 1873 він сформулював ряд фундаментальних теорем лінійної теорії коливань, що дозволяють робити якісні висновки про власні частоти коливальних систем, і розробив кількісний метод обурень системи із відомими власними частотами.
Релей вперше вказав на специфічність нелінійних систем, здатних здійснювати незагасаючі коливання без періодичного впливу ззовні, і особливий характер цих коливань (названих згодом автоколиваннями).
Він пояснив відмінність групової та фазової швидкостей та отримав формулу для групової швидкості (формула Релея).
Він розглянув також завдання складання багатьох коливань із випадковими фазами та отримав функцію розподілу для результуючої амплітуди – так званий розподіл Релея. Метод, розроблений у своїй Релеєм, надовго визначив подальший розвитоктеорії випадкових процесів
Теоретично пружних хвиль Релей розглянув питання дифракції, розсіювання і поглинання хвиль, тиск звуку, досліджував хвилі кінцевої амплітуди і особливий вид поверхневих хвиль (хвилі Релея). Роботи Релея з теорії коливань систематизовані ним у фундаментальній праці "Теорія звуку".

Як ми чуємо? Яка швидкість звуку? Як він поширюється? На ці питання відповідає окрема наука про природу звуку - акустика.

Що таке акустика

Акустика – наука про фізичну природу звуку.

Але що таке звук? Звук - механічні коливання, що розповсюджуються у вигляді пружної хвилі в рідкому, твердому або газоподібному середовищі

Звукові хвилі, залежно від їхнього спектру, діляться на шуми та музичні звуки.

Зазвичай, звуком називають коливання певної частоти, сприймані слухом людини. Діапазон частот коливань, що сприймає вухо: від 20 до 20 000 Герц. Даний поділ умовно і межі діапазону не є чіткими, все залежить також від індивідуальних особливостейслуху кожної людини. Мова та більшість звуків, які ми чуємо, лежать у межах близько 4000-5000 Герц.

Нижче межі 20 Герц лежить область інфразвуку, а вище верхньої межі чутного діапазону - область ультразвуку.

Частота ϑ пов'язана з довжиною хвилі λ співвідношенням λ = V ϑ де V - швидкість поширення звуку в середовищі.

Крім частоти та довжини хвилі звук характеризується гучністю. Гучність (рівень звукового тиску) вимірюється у децибелах.

Визначення

Децибел – логарифмічна одиниця виміру гучності звуку, одна десята частина белла.

1 D b = 20 l g p 20 м к Па, де p – виміряний звуковий тиск, 20 мкПа – мінімальний звуковий тиск, при якому людина чує звук.

Сучасні напрямки акустики

Акустика вивчає питання поширення звукових хвиль у різних середовищах та прикладні проблеми, пов'язані з цим. Дослідження в галузі акустики проводилися ще в давнину. Доказом цього є факт побудови античних амфітеатрів таким чином, щоб глядачі навіть на високих трибунах могли чути промову акторів.

В даний час акустика поділяється на безліч напрямків, таких як:

фізична акустика;

психоакустика;

музична акустика;

електроакустика;

медична акустика;

біоакустика;

фізіологічна акустика;

гідроакустика.

Кажани і дельфіни випускають сигнали з частотою відповідно 100 кГц і 1 МГц. Знайдіть частоту цих звуків.

Довжина хвилі обчислюється за формулою = V , де V - швидкість поширення звуку в середовищі. У повітрі V = 343 м, у воді V = 1531 м с.

Для кажанів:

λ = V ϑ = 343 10 5 = 3, 43 м м

Для дельфінів:

λ = V ϑ = 1531 10 6 = 1,5 м м

Якщо ви помітили помилку в тексті, будь ласка, виділіть її та натисніть Ctrl+Enter