12. Что собой выражает акустическое сжатие среды?

Под действием силы F , приложенной к данному объему, произойдет сжатие данного объема V, а, вследствие этого, и изменение его плотности p .

12. Чем отличается движение частиц, образующих акустическую волну, от движения этой волны?

Частицы колеблються в плоскости xoy, а волна вдоль оси z

12. Какое из приведенных ниже выражений называется волновым уравнением?

. (15)

Здесь – скорость волны.

Выражение (15) представляет собой волновое уравнение гармонической волны

24. Связаны ли между собой колебательная скорость частиц , создающих акустическую волну и фазовая скорость волны c?

Как видно из приведенных формул, между скоростью распространения волны и колебательной скоростью частиц среды существует следующая связь:

.

Можно считать, что . Величина сжатия S 1, поэтому:

Следовательно, c, где S - сжатие - представляет собой коэффициент пропорциональности между скоростью распространения волны и колебательной скоростью частиц среды.

Волна, в которой c, называется линейной акустической волной.

24. Зависит ли фазовая скорость акустической волны от упругих свойств среды?

нет

24. Какой математический и физический смысл имеет уравнение Гельмгольца , где к - волновое число, а Р- давление?

24. Какие физические процессы обуславливают уменьшение амплитуды акустических волн (затухание) в зависимости от расстояния, проходимого волной?

Процесс затухания звуковых волн обусловлен их рассеянием на неоднородностях среды и поглощением волн средой.

24. Что собой представляет процесс рассеяния акустических волн?

В среде с характеристиками ,,с распространяется акустическая волна с плотностью мощности, пропорциональной квадрату амплитуды. Вследствие нерегулярности свойств среды, возникают вторичные волны, исходящие из областей среды, где существуют неоднородности. Такие вторичные волны называются рассеянными волнами, а процесс их образования называется рассеянием

24. Что собой представляет процесс поглощения акустических волн?

Поглощение звука может осуществляться различными физическими механизмами. Один из главных механизмов поглощения звука – вязкие потери. Вязкие потери вызываются вязким трением или вязкими напряжениями, возникающими при вязком скольжении слоев жидкости друг по другу и пропорциональные скорости сдвиговой деформации среды. В звуковой волне действие этих напряжений выравнивает различие скоростей между слоями. При этом звуковая волна производит над средой положительную работу, на что тратится энергия волны и звук затухает. В звуковой волне неравномерность скоростей частиц повторяется с пространственной периодичностью, равной длине звуковой волны. Вязким поглощением также считают потери, вызываемые изменением сжатия среды S. При этом поглощение характеризуется двумя коэффициентами. Один из них коэффициент сдвиговой вязкости , характеризующий напряжения, возникающие при скольжении слоев относительно друг друга.

Второй коэффициент объемной вязкости , характеризующий давление , возникающее при всестороннем сжатии среды.

Вторым основным механизмом поглощения звука являются термические явления. В акустической волне места сжатия имеют повышенную температуру среды, а места разрежения – пониженную. В реальных средах изменения температуры частично выравниваются путем теплопроводности и излучения. Теплопроводность выравнивает температуры неравномерностей волны, имеющих масштаб длины волны. Теплоизлучение выравнивает разности температур между нагретым и охлажденным участками волны и средой в целом. Выравнивание происходит путем испускания и поглощения электромагнитных волн.

В газах механизмы вязкости и теплопроводности вносят примерно одинаковый вклад в поглощение звука.

В жидкостях главную роль играет вязкость. Исключением является ртуть, имеющая высокую теплопроводность при сравнительно малой вязкости.

24. Какой физический смысл имеет пространственный показатель (коэффициент) поглощения акустической волны К и в каких единицах он измеряется в системе СИ?

Отсюда .

Предположим, что расстояние между точками x₁ и x₂ равно е. Тогда

.

Этот коэффициент называется пространственным коэффициентом (показателем) затухания звуковой волны. Его размерность в системе СИ равна .

.

24. Какое из приведенных ниже выражений называется законом Бугера, описывающим ослабление акустических волн в поглощающих и рассеивающих средах?

24. Какой физический смысл имеет временной показатель (коэффициент) поглощения акустической волны и в каких единицах он измеряется в системе СИ?

Величина называется временным коэффициентом (показателем) затухания звуковой волны. Его размерность совпадает с размерностью частоты и равна

24. Как связаны между собой пространственный К и временной показатели (коэффициенты) поглощения акустической волны?

24. Что измеряется в неперах (Нп)?

канта

24. «Какое из нижеприведенных выражений представляют собой дисперсионное уравнение акустической волны?

В результате, после сокращения получаем выражение

, (15)

которое называется дисперсионным уравнением для гармонической акустической волны

24. В чем заключается физическая суть проявления нелинейности при распространении акустических волн?

24. Какие основные физические явления наблюдаются при распространении нелинейных акустических волн?

отнести искажение формы вначале синусоидальной волны, образование гармоник, превращение гармонической волны в пилообразную волну, возникновение комбинационных частот при распространении нескольких волн с различной частотой, нелинейное поглощение, различные параметрические эффекты, рассеяние звука на звуке, трансформация спектров интенсивных шумов, взаимодействие сигнала с шумом, акустические течения, радиационное давление, кавитацию и другие явлени