Лекция 02 Базовые понятия акустики

Базовые понятия акустики:

Звук – особый вид механических колебаний, способный вызывать слуховые ощущения. Механические колебания – повторяющиеся движения различных тел.

Простым гармоническим колебанием называется такое движение тела, при котором оно совершает повторяющиеся движения через равные промежутки времени под действием силы, пропорциональной смещению и направленной в противоположную сторону (груз на пружинке, маятник).

Простым гармоническим колебанием называется такое движение тела, при котором оно совершает движения, описываемые формулой x(t) = A sin (ωt+ ϕ₀). Синусоида.

Физические свойства звука:

• Амплитуда – максимальное смещение тела от положения равновесия.

• Период – наименьший промежуток времени, через который колебания повторяются T _(сек).

• Частота – величина, обратная периоду: f=1/T _(Гц) показывает количество периодов колебаний в секунду.

• Угловая частота ω=2πf=6,28… f.

• Начальная фаза – положение тела из которого оно начало колебания (измеряется в градусах).

• Звуковая волна – процесс переноса энергии механических колебаний в упругой среде.

• Продольная звуковая волна – направление движения частиц совпадает с направлением распространения.

• Поперечная – направление движения частиц перпендикулярно направлению распространения возмущения (в газах – продольные, в твердых телах и продольные и поперечные).

• Длина волны – расстояние, на которое распространилось возмущение за один период колебания.

• Скорость звуковой волны – скорость передачи энергии механических колебаний в упругой среде. C_[м/с]≈(331+0.6 t°C) то есть 343 м/с при 20 °С

• Звуковое давление – разность между мгновенным значением давления и атмосферным давлением (Па=Н/м²). Атмосферное давление 101300 Па. Порог слышимости ≈2х10^-5 Па. Болевой порог ≈20 Па.

Уровень звукового давления уменьшается на 6 дБ при каждом удвоении расстояния в сферической волне.

• Отражение и поглощение. Поглощение на 500Гц для дерева 0,1, мрамора 0,01, ковра 0,23.

• Громкость – субъективное ощущение, зависящее в основном от звукового давления и частоты

• Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) — функция, показывающая зависимость амплитуды от частоты.

Децибел — безразмерная логарифмическая единица отношения величин (20 десятичных логарифмов отношения физической величины к одноимённой, принимаемой за исходную: