Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочник по физике для инженеров и студентов" -> 160

Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. , Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике для инженеров и студентов — М.: Оникс, 2006. — 1056 c.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка): spravochnikpofizike2006.djvu
Предыдущая << 1 .. 154 155 156 157 158 159 < 160 > 161 162 163 164 165 166 .. 307 >> Следующая


Музыкальным звукам соответствуют периодические или почти периодические колебания.

Каждую синусоидальную звуковую волну называют тоном (простым тоном). Высота тона зависит от частоты: чем больше частота, тем выше тон. Основным тоном сложного музыкального звука называют тон, соответствующий наименьшей частоте в его спектре.
576

V 1 ОСНОВЫ АКУСТИКИ

Тоны, соответствующие остальным частотам спектра, называют обертонами. Если частоты обертонов кратны частоте V0 основного тона, то обертоны называют гармоническими, причем основной тон с частотой V0 называют первой гармоникой, обертон с частотой 2v0 — второй гармоникой и т. д.

Музыкальные звуки с одним и тем же основным тоном могут различаться тембром. Тембр определяется составом обертонов — их частотами и амплитудами, а также характером нарастания амплитуд в начале звучания и их спадания в конце звучания.

3°. Мерой силы слухового ощущения является громкость звука. Громкость звука зависит от его эффективного давления рвф и частоты. Порогом слышимости называют то наименьшее значение р0 эффективного давления, при котором звук еще воспринимается органами слуха. Порог слышимости зависит от частоты звука, достигая минимального значения порядка 2 • IO 5 Па при частотах

V = 700—6000 Гц. Стандартный порог слышимости Pq

принимают равным 2 • 10 5 Па при v = 1000 Гц.

Порогом болевого ощущения (порогом осязания) называют то наибольшее эффективное давление звука, при котором восприятие звука еще не вызывает болевого ощущения. Если эффективное давление звука превосходит зту величину, то нормальное восприятие звука становится невозможным. Порог болевого ощущения зависит от частоты звука.

4°. Уровнем звукового давления синусоидальной звуковой волны называют величину L, пропорциональную десятичному логарифму отношения эффективного давления рВф этой волны к условному порогу звукового

давления, принимаемому равным р0 = 2 • IO-5 Па:

L = 2k Ig pJ* ,

Po

где k — коэффициент пропорциональности.

Выбор логарифмической зависимости L от рэф основывается на законе Вебера—Фехнера: прирост силы ощущения пропорционален логарифму отношения интенсивностей двух сравнимых раздражений.
V.1.11. УЛЬТРАЗВУК

577

5°. Закон Вебера—Фехнера является приближенным. В области энергий раздражения, близких к пороговым, он дает заметные расхождения с данными опытов. Применительно к физиологической акустике этот закон недостаточно точно учитывает также влияние частоты звука на его громкость. Поэтому для сравнения громкости звуковых волн всевозможных частот пользуются величиной, которую называют уровнем громкости звука. Она выражается следующим образом:

*

L* = 2k Ig ^ ,

Po

где Pq — стандартный порог слышимости, а р*ф — эффективное давление звука стандартной частоты V = = 1000 Гц равногромкого с исследуемым звуком. Для звуковых волн с частотой 1000 Гц уровень громкости совпадает с уровнем звукового давления.

11. УЛЬТРАЗВУК

1°. Ультразвуком называют упругие волны с частотами от 2 • IO4 до IO13 Гц. Ультразвуковые волны с частотами порядка IO9 Гц и выше иногда называют гипер-звуковыми. Верхний предел частот ультразвука (1012— IO13 Гц в кристаллах и жидкостях и IO9 Гц в газах при нормальных условиях) соответствуют частотам, при которых длина волны ультразвука становится соизмеримой с межмолекулярными расстояниями (в случае газов — со средней длиной свободного пробега молекул). Для генерирования ультразвуков применяются механические и электромеханические излучатели. Примером механического излучателя низкочастотных ультразвуков (v = 20—200 кГц) большой интенсивности является сирена. «Звучание» сирены является результатом периодического прерывания мощной струи сжатого воздуха или пара при ее прохождении через отверстия в двух соосных дисках, один из которых (статор) неподвижен, а другой (ротор) вращается. Частота

звука сирены V = , где со — угловая скорость ротора,



N — число отверстий, равномерно распределенных по окружности статора и ротора.

19 !ак 2940
578

V.7. ОСНОВЫ АКУСТИКИ

Электромеханические излучатели ультразвука делятся на два основных типа: магнитострикционные и пьезоэлектрические.

Магнитострикционные излучатели применяют для генерирования низкочастотных ультразвуков (до 200 кГц). Их действие основано на явлении магнито-стрикции в переменном магнитном поле. Простейший излучатель такого типа представляет собой ферромагнитный стержень, являющийся сердечником соленоида, по которому пропускается высокочастотный переменный ток.

Пьезоэлектрические излучатели применяют для генерирования ультразвуков с частотами до 50 МГц. Основным элементом пьезоэлектрического излучателя является пластинка из пьезоэлектрика, совершающая вследствие обратного пьезоэлектрического эффекта вынужденные механические колебания в переменном электрическом поле.

2°. Для регистрации и анализа ультразвуков применяют пьезоэлектрические и магнитострикционные датчики. В первых используется прямой пьезоэлектрический эффект, который возникает в пластинке пьезоэлектрика, совершающей вынужденные колебания под действием регистрируемых ультразвуковых волн.
Предыдущая << 1 .. 154 155 156 157 158 159 < 160 > 161 162 163 164 165 166 .. 307 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed