Давление звукового излучения: различия между версиями

[непроверенная версия][отпатрулированная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Нет описания правки
м викификация, запрос источника
Строка 1:
: ''Не следует путать давление звукового излучения со [[звуковое давление|звуковым давлением]].''
'''Давление звукового излучения''', '''давление звука'''  — среднее по времени избыточное [[давление]] на препятствие, помещённое в звуковое поле. Это давление определяется импульсом, передаваемым волной в единицу времени на единицу площади препятствия.
 
* При нормальном падении на плоскую поверхность, полностью отражающую звук, давление называется ''рэлеевским'', и определяется формулой: <math> P = \frac {\gamma +1}{8} \rho v^2 = (\gamma +1) E_k, </math> где <math>\rho</math>  — плотность невозмущённой среды, ''v''  — амплитуда колебательной скорости частиц в пучности стоячей волны, <math>E_k</math>  — средняя по времени и пространству плотность кинетической энергии звуковой волны, <math>\gamma</math>  — [[показатель адиабаты]], равный в случае газов отношению <math>c_p / c_v </math> (<math>c_v</math> и <math>c_p</math>  — теплоёмкости при постоянном давлении и объёме). Давление Рэлея наблюдается, например, в жёсткой трубе, где волну можно считать плоской.
'''Давление звукового излучения''', '''давление звука''' — среднее по времени избыточное [[давление]] на препятствие, помещённое в звуковое поле. Это давление определяется импульсом, передаваемым волной в единицу времени на единицу площади препятствия.
 
* При нормальном падении на плоскую поверхность, полностью отражающую звук, давление называется ''рэлеевским'', и определяется формулой: <math> P = \frac {\gamma +1}{8} \rho v^2 = (\gamma +1) E_k, </math> где <math>\rho</math> — плотность невозмущённой среды, ''v'' — амплитуда колебательной скорости частиц в пучности стоячей волны, <math>E_k</math> — средняя по времени и пространству плотность кинетической энергии звуковой волны, <math>\gamma</math> — [[показатель адиабаты]], равный в случае газов отношению <math>c_p / c_v </math> (<math>c_v</math> и <math>c_p</math> — теплоёмкости при постоянном давлении и объёме). Давление Рэлея наблюдается, например, в жёсткой трубе, где волну можно считать плоской.
* Давление звукового излучения, создаваемое звуковым пучком или лучом, то есть ограниченной по фронту плоской волной, распространяющейся в безграничной невозмущённой среде, при нормальном падении на полностью отражающую плоскую поверхность называется давлением Ланжевена и определяется формулой <math> P= \rho v^2/4 = 2 E_k. </math>
* Когда средние по времени плотности потенциальной и кинетической энергий равны друг другу, давления ''Рэлея'' и ''Ланжевена'' пропорциональны плотности полной анергии звуковой волны или интенсивности звука. Давление ''Ланжевена'' на частично отражающее твёрдое препятствие равно <math> P= (1 + R^2) E ,</math> где ''R''  — коэффициент отражения по давлению, ''E''  — среднее по времени значение плотности полной энергии в падающей волне.
* При нормальном падении звукового пучка на поверхность раздела двух сред эта поверхность испытывает давление звукового излучения, выражаемое формулой <math> P= 2 E_{k1} (1 + R^2) - 2 E_{k2}, </math> где <math>E_{k1}</math> и <math>E_{k2}</math>  — средние по времени значения плотности кинетической энергии падающей волны в первой среде и прошедшей волны во второй среде. Если ''R''=0, то ''P'' определяется только плотностью кинетической энергии в обеих средах и не зависит от направления распространения волны относительно границы.
 
Давление звукового излучения  — эффект второго порядка малости; оно мало по сравнению с амплитудой переменного [[звуковое давление|звукового давления]] <math>p_0.</math> Например, в воде при интенсивности звука ~ 10 Вт/см² звуковое давление ''р''=5{{e|5}} Па, а давление звукового излучения ''р''=10² Па. В воздухе при интенсивности звука 1 Вт/см², то есть при уровне интенсивности 160 дБ, ''p''≈3{{e|3}} Па, а ''P''=10 Па.
 
Давление звукового излучения, действующее на границе раздела двух жидких или жидкой и газообразной сред, приводит к вспучиванию поверхности раздела, которое при достаточной интенсивности звука переходит в [[фонтанирование]]. Это явление используется при [[Диспергирование|ультразвуковом распылении жидкостей]]. Давление звукового излучения играет важную роль в процессе акустической [[коагуляция (дисперсная система)|коагуляции]] [[аэрозоль|аэрозолей]]. Давлением звукового излучения пользуются при определении абсолютного значения интенсивности звука с помощью [[акустический радиометр|акустического радиометра]]. В условиях невесомости может применяться для стабилизации предметов в пространстве и перекачки жидкостей.
 
{{нет источников}}
[[Категория:Акустика]]