Единицы физических величин и их размерности - Сена Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
Реверберация. При производстве звука в помещении возбужденные волны многократно отражаются от стен, пола, потолка и всех предметов, заполняющих помещение. При каждом отражении часть звуковой энергии поглощается, так что после прекращения излучения колебаний источником плотность звуковой энергии во-всех точках постепенно убывает. Если в момент прекращения излучения плотность звуковой энергии равна Wo, то спустя промежуток времени t она становится равной
w = wtf-ti*. (6.21)
Процесс воспроизведения звука с последующим его затуханием называется реверберацией. Характерная постоянная времени т, как показал Сэбин, равна
т = -4г-, (6.22)
с jTjCis
где V — объем помещения; 2as — сумма общих звуковых поглощений всех тел, находящихся в помещении, включая стены, пол, потолок, мебель, людей и т. д.
Время т представляет собой то время, в течение которого плотность звуковой энергии падает в е раз. На практике применяют другую величину Т, называемую временем стандартной реверберации и определяемую
§ 6.31 величины, связанные G акустикой помещения 159
как время, в течение которого плотность звуковой энергии уменьшается на 60 дб, т. е, в 106 раз. Написав
получим
T = 2,3 . 6т = 55,2 -^—, (6.23)
С ^jOS
Время реверберации определяет акустические свойства помещения. Если это время слишком мало, звуки получаются глухими, «тусклыми». При слишком большом времени реверберации звуки налагаются друг на друга и речь становится неразборчивой. Оптимальные времена реверберации зависят от назначений помещений и лежат в пределах от нескольких десятых секунды до 1—3 сек.
Глава 7
Электрические и магнитные единицы
§7.1. Введение
Системы электрических и магнитных единиц прошли сложный и до некоторой степени противоречивый путь своего образования, обусловленный особенностями развития наших знаний об электрических и магнитных явлениях. До открытия Эрстедом в 1820 г. магнитного действия электрического тока электрические и магнитные явления изучались независимо друг от друга, хотя ими занимались одновременно одни и те же ученые (Гильберт, Кулон). Существенную роль в истории развития наших знаний о магнитных явлениях сыграло то обстоятельство, что человек впервые познакомился с ними еще в глубокой древности благодаря открытию магнитных свойств железа.
Когда наступила пора количественного изучения электрических и магнитных явлений, то, используя внешнее сходство между взаимодействием постоянных магнитов и взаимодействием электрических зарядов, для описания этих взаимодействий стали применять одинаковую терминологию, которая сохранилась и до настоящего времени, хотя она и не соответствует нашим современным представлениям. Немало ученых, основываясь на указанном сходстве, безуспешно пытались найти общую природу электрических и магнитных явлений. Хотя после открытия Эрстеда и последующих исследований стало ясно, что электростатические и электромагнитные явления имеют существенно различный характер, описание, этих явлений в курсах физики строилось до сравнительно недавнего времени в следующем по-
« 7-2]
способы построения систем единиц
161
рядке: вначале излагалась электростатика, затем магнитостатика, т. е. учение о взаимодействии постоянных магнитов и их полях, затем законы постоянного тока и лишь в конце появлялись магнитные действия электрического тока. На основе магнитостатики были построены и единицы магнитных величии, из которых затем образовывались единицы величин, характерных для магнитных действий электрического тока, электромагнитной индукции и т. п. Такой порядок изложения создавал трудности для понимания существа явлений, приводил к путанице основных понятий.
В настоящее время в большинстве курсов физики приняты другие способы изложения электромагнетизма, в которых в качестве основного магнитного явления принимается то или другое магнитное действие тока. На этой же основе вводится и единица силы тока системы СИ — ампер, которая в рамках этой системы условно считается основной.
Однако и в этом направлении пет единого, общепризнанного метода изложения, да, пожалуй, указать такой метод вряд ли представляется возможным. Поэтому в следующем параграфе мы рассмотрим различные виды электрических и магнитных взаимодействий и покажем, как на их основе могут быть построены различные системы единиц.
§ 7.2. Возможные способы построения систем электрических и магнитных единиц
В зависимости от того, какие взаимодействия н в каком виде принимаются для определения физических величин, служащих для описания электрических и магнитных явлений, устанавливается совокупность определяющих соотношений, с помощью которых вводятся соответствующие производные единицы. Ниже в математических выражениях, описывающих количественную сторону взаимодействий, мы, как и раньше, коэффициент пропорциональности будем в обобщенном виде обозначать символом К, независимо от конкретного его численного значения, и лишь в необходимых случаях будем снабжать его тем или иным индексом.
162 электрические и магнитные единицы; [гл. T
Электростатические взаимодействия. Два электрически заряженных тела взаимно притягиваются или отталкиваются с силой, зависящей от знаков, величины и распределения зарядов на этих телах, их взаимного расположения, природы среды, в которой происходит взаимодействие. В общем случае, если на одном или обоих телах присутствуют заряды разных знаков, кроме равнодействующей силы, возможно наличие вращающего момента. Наиболее просто выглядит взаимодействие в том случае, если тела малы по сравнению с расстоянием между ними и соответственно можно считать заряды точечными. В этом случае, предполагая, что взаимодействие происходит в пустоте, силу взаимодействия можно записать в виде формулы закона Кулона
