Свойства звука
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
? от направления распространения волны и при заданных внешних условиях обычно не зависит от частоты волны и её амплитуды. В тех случаях, когда это не выполняется и скорость звука зависит от частоты.
.3.1Расчет скорости в жидкости и газе.
Скорость звука в однородной жидкости (или газе) вычисляется по формуле
где ? - адиабатическая сжимаемость
? - плотность.
Данные выражения являются приближенными, поскольку основываются на уравнениях, описывающих поведение идеального газа. При больших давлениях и температурах необходимо вносить соответствующие поправки.
Для растворов и других сложных физико-химических систем (например, природный газ, нефть) данные выражения могут давать очень большую погрешность.(рис.3)
.3.2 Скорость звука в Твердых телах
В многофазных средах из-за явлений неупругого поглощения энергии скорость звука, вообще говоря, зависит от частоты колебаний. При достаточно высоких частотах, в такой среде возникают не только продольные и поперечные волны, но также и продольная волна II-рода. При частоте колебаний ниже частоты, скорость упругих волн может быть приблизительно оценена. При наличии границ раздела, упругая энергия может передаваться посредством поверхностных волн различных типов, скорость которых отличается от скорости продольных и поперечных волн. Энергия этих колебаний может во много раз превосходить энергию объемных волн.
2.3.3 Скорость звука в воде
В чистой воде скорость звука составляет 1 348 м/с.
Прикладное значение имеет также скорость звука в солёной воде океана. Скорость звука увеличивается в более солёной и более тёплой воде. При большем давлении скорость также возрастает, то есть чем глубже, тем скорость звука больше. Разработано несколько теорий распространения звука в воде.
При температуре 24 C, солёности 35 промилле и нулевой глубине (пляж), скорость звука равна около 1 640 м/c. При T = 4 C, глубине 100 м и той же солёности (подводная лодка на задании) скорость звука равна 1 570 м/с.
2.4 Акустический резонанс
Звуковые колебания, переносимые звуковой волной, могут служить вынуждающей, периодически изменяющейся силой для колебательных систем и вызвать в этих системах явление резонанса, т.е . заставить их звучать. Приведем простой пример. Камертон- как источник одной частоты. Сам по себе этот прибор дает очень слабый звук, потому что площадь поверхности колеблющихся ветвей камертона, соприкасающейся с воздухом, мала и в колебательное движение приходит слишком мало частиц воздуха. Поэтому камертон укрепляют так, чтобы частота его собственных колебаний была равна частоте звука, создаваемого камертоном. Благодаря резонансу стенки крепежа тоже начинают колебаться с частотой камертона. Это колебания большой амплитуды (резонанс), а крепеж называют -резонатор.
звук громкость акустика
3. Использование звука
.1 Применение свойства отражения
Отражение звука - возвращение звуковой волны при встрече с границей раздела двух сред, обладающих различными плотностью и сжимаемостью, "обратно" в ту среду, из которой она подошла к границе раздела. Одно из проявлений отражения звука - эхо.
Распространение звука в помещениях, „ звучание помещений важно для строителей, музыкантов. По звуковым сигналам сейчас исследуют пути миграций перелетных птиц в биологи, рыбаки находят косяки рыб в океане.
Явление отражения ультра звука используется в дефектоскопе. Приборе позволяющим выявлять дефекты в изделиях. Дефектоскоп излучает ультра звук и регистрирует отраженный сигнал, ультра звук отражается от неровности в металле выявляя мельчайшие дефекты.
Ультразвуковое исследование (УЗИ) -исследование организма человека или животного с помощью ультразвуковых волн. Составляющие системы ультразвуковой диагностики.
Ультразвуковой датчик
В качестве детектора применяется сложный датчик, состоящий из нескольких сотен мелких пьезокристаллических преобразователей, работающих в одинаковом режиме. В датчик вмонтирована фокусирующая линза, что дает возможность создать фокус на определенной глубине.
Виды датчиков
Все ультразвуковые датчики делятся на механические и электронные. В механических сканирование осуществляется за счет движения излучателя (он или вращается или качается). В электронных развертка производится электронным путем. Недостатками механических датчиков являются шум, вибрация, производимые при движении излучателя, а также низкое разрешение. Механические датчики морально устарели и в современных сканерах не используются. Используются три типа ультразвукового сканирования: линейное (параллельное), конвексное и секторное. Соответственно датчики ультразвуковых аппаратов называются линейные, конвексные и секторные. Выбор датчика для каждого исследования проводится с учетом глубины и характера положения органа.
Ультразвук обладает действием:
противовоспалительным, рассасывающим
аналгезирующим, спазмолитическим
кавитационным усилением проницаемости кожи
лечебное вещество при введении ультразвуком не разрушается
синергизм действия ультразвука и лечебного вещества.
.2 Применение свойства поглощения
Поглощение звука - ослабление интенсивности звука при прохождении его через какую-либо среду вследствие превращения энергии звуковой волны в другие виды энергии, напр. в теплоту.
Геологи с помощью ультразвука исслед