Презентацията се зарежда. Моля, изчакайте

Презентацията се зарежда. Моля, изчакайте

ЗВУК Основни понятия.

Сходни презентации


Презентация по темата: "ЗВУК Основни понятия."— Препис на презентация:

1 ЗВУК Основни понятия

2 1. ФИЗИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ЗВУКА И ЗВУКОВИТЕ ВЪЛНИ
Звукът представлява механично трептене, което може да се разпространява само във веществена среда. Звукът, който чуваме във всекидневния живот е постепенно затихващо механично трептене на молекулите на въздуха, което се поражда от някакъв източник. При това явление частиците на веществото трептят около едно равновесно състояние, предавайки трептенето на съседните частици, като след затихване на звуковото трептене всички частици се връщат първоначалното си положение.

3 Разпространението на трептенето в пространството се нарича звукова вълна, а областта от пространството, в която се разпространяват звукови вълни се нарича звуково поле. Разпространение на звука Тук Т е период на трептението (времето на един пълен цикъл при хармоничните трептения).

4 2. ОСНОВНИ ПОНЯТИЯ ЧЕСТОТА НА ЗВУКА Броят на трептенията за единица време се нарича честота на звука. Тя може да бъде в границите от части от херца до 1013 Hz. Горната граница на честотата на звука се обуславя от разстоянието между частиците на веществото.

5 ВИДОВЕ ЗВУК По отношение на честотата звукът се разделя на:
ВИДОВЕ ЗВУК По отношение на честотата звукът се разделя на:

6 ИНФРАЗВУК Инфразвукът е акустично трептение, което не предизвиква слухово възприятие у човека. Обикновено за горна граница на инфразвуковите вълни се приемат честотите от 16 до 20 Hz, а долната граница не е определена и според съвременните изследвания достига до 0.1, 0.01, ...0,001 Hz. Източници на инфразвук са: турболентното движение на атмосферата и вятъра, електричните заряди в атмосферата, водопадите, морските вълни, взривовете, оръдейните изстрели, реактивните самолети; в земната кора това са сътресения и вибрации от най-разнообразни източници – вулканични явления, земетресения, взривове; инфразвукови вълни се съдържат и в шумовете на различни машини, двигатели, транспортни средства. Инфразвукът се характеризира със способност да се разпространява на големи разстояния и да заобикаля препятствия с малко разсейване. За инфразвука е характерно и слабото поглъщане в различни среди.

7 ИНФРАЗВУК – звук с честота по-ниска от 20 Hz

8 ИНФРАЗВУК

9 УЛТРАЗВУК Ултразвукът е акустично трептение, което също не предизвиква слухово възприятие у човека. По своята природа ултразвукът представлява вълна с висока честота (над Hz и до 1012 – 1013 Hz) и следователно с много малка дължина на вълната. Някои животни имат по-висока граница от тази на човешкото ухо и могат да чуват ултразвук. За излъчване на ултразвук се използват разнообразни устройства, които могат да се разделят на две групи: механични излъчватели и електромеханични – пиезоелектрични и магнитострикционни. Ултразвукът намира приложение в различни области на науката, техниката, медицината. В промишлеността ултразвукът се използва широко за регистриране и оценка на различни дефекти и нееднородности в изделията.

10 УЛТРАЗВУК Това е трептене с честота над 20 kHz. Той не предизвиква слухово усещане, но при високи интензивности може да има неблагоприятно влияние върху човешкия организъм.

11 УЛТРАЗВУК – в медицината ултразвукът се използва за диагностика, терапевтика и хирургично лечение.

12 ЧУВАЕМ ЗВУК – това е звукът с честота от 20 Hz до 20 kHz. Този честотен диапазон се обуславя от физиологичните особености на човешкото ухо и само той предизвиква слухово усещане.

13 В зависимост от спектралния състав, звукът бива:
- Чист звук (тон) – звук, създаван от синусоидално акустично трептене. - Сложен (съставен) – звук, създаван от два или повече чисти звука. - Шум - представлява непостоянно, статистически случайно акустично трептене.

14 ДРУГИ ТЕРМИНИ, СВЪРЗАНИ СЪС ЗВУКА И ЗВУКОВОТО ПОЛЕ:
- Хармоник (обертон) – чист звук с честота цяло число пъти по-висока от основната честота на звуковата вълна. - Субхармоник (унтертон) – чист звук с честота цяло число пъти по-ниска от основната честота на звуковата вълна. - Тембър на звука – характерна окраска на сложен звук, която се определя от количеството и интензивността на хармониците. Благодарение на тембърa може на слух да се определи видът на звуковия източник.

15 - Октава – честотно отстояние между две честоти, като втората е два пъти по-висока:
f max / f min= 2 В акустиката се използва и 1/3 от октавата или терца. Съотношението на честотите, които ограничават една терца е: Съвкупността от всички акустични трептения с различни честоти, които могат да се възприемат от човека, се нарича звуков спектър. Долната гранична честота на звуковият спектър е приета 20 Hz, а горната Hz.

16 3. ОСНОВНИ ВЕЛИЧИНИ В АКУСТИКАТА
Линейни характеристики на звуковото поле статично налягане налягането, което съществува в дадената точка, когато няма звукова вълна; - звуково налягане промяната на налягането в определени граници около статичното, което звукът предизвиква. Моментната стойност на звуковото налягане е алгебричната разлика между общото налягане в дадения момент и статичното. Означава се с р и се измерва в паскали (Ра)

17 - фронт на звуковата вълна - повърхнина, която се получава от съединяването на всички съседни точки, които имат еднаква моментна стойност на звуково налягане. - амплитуда на преместване на частиците - разстоянието, на което се измества всяка частица под действието на преминаващата звукова вълна. Тя е право пропорционална на звуковото налягане и обратно пропорционална на честотата на трептението. - колебателна скорост - скоростта на движение на частиците под действието на преминаващата звукова вълна. Прието е да се означава с буквата v.

18 -фазова разлика между p и v
- скорост на звука - скоростта, с която се разпространява фронтът на звуковата вълна. Oзначава сe с буквата с. Скоростта на звука зависи от параметрите на средата. При температура 20˚C скоростта на звука във въздух е с=340 m/s. - акустичен импеданс – отношението на звуковото налягане р към колебателната скорост на частиците v. Означава с буквата z. Зависи от материала на средата и от условията на разпространение на вълната. Акустичният импеданс е комплексна величина. -фазова разлика между p и v

19 При чист звук могат да бъдат дефинирани и следните понятия:
- период – най-малкия интервал от време, в края на който звуковото налягане има същата моментна стойност, както в началото. Означава се с буквата Т. - дължина на звуковата вълна (λ) разстоянието, което изминава разпространя ващата се звукова вълна за един период на трептението.

20 4. ВИДОВЕ ЗВУКОВИ ВЪЛНИ И ТЯХНОТО ОБРАЗУВАНЕ В зависимост от формата на фронта, звуковите вълни биват плоски, сферични и цилиндрични. Плоска звукова вълна - нейният фронт е равнина, перпендикуляр- на на посоката на разпростра- нение. Получава се при разпространение на звука в тръба. Звуковото налягане не се изменя с раз-стоянието.

21 Сферична вълна фронта е малък в сравнение с
Нейният фронт представлява сфера, в чийто център се намира източникът на трептенията. Размерът на фронта е малък в сравнение с дължината на вълната (точков източник). Звуковото налягяне е обратно пропорционално на разстоянието.

22 Цилиндрична вълна Когато източниците на трептенията са разположени
- фронтът й е кръгов цилиндър. Когато източниците на трептенията са разположени в права линия, повърхнините, през които се пренася енергията на вълната са цилиндрични.

23 В зависимост от посоката на трептене на частиците спрямо посоката на разпространение, звуковите вълни биват: - Надлъжни - При тях движението се извършва по посока на разпространение на вълната. Този вид вълни представляват последователно сгъстяване и разреждане на частиците. В течностите и газовете съществуват само такива вълни. - Напречни - съществуват само в твърди тела. При тях движението на частиците е перпендикулярно на посоката на движение на вълната. - Вълни на огъване - съществуват само в пластини или прътове. Този вид вълни в зависимост от взаимното движение на пластовете на материала биват такива с приплъзване на пластовете и с ветрилообразно разместване.

24 ЗАТИХВАНЕ И ПОГЛЪЩАНЕ НА ЗВУКА
5. ОСНОВНИ ФИЗИЧЕСКИ ЕФЕКТИ В ЗВУКОВОТО ПОЛЕ ЗАТИХВАНЕ И ПОГЛЪЩАНЕ НА ЗВУКА Затихването на звука представлява намаляване на амплитудата на звуковото налягане на звука при неговото разпространение. То се обуславя от няколко фактора: а) Намаляване на амплитудата вследствие на разпределянето на енергията на все по-голяма площ при сферичната и цилиндрична звукови вълни.

25 б) Разсейване на звука от нееднородности на средата, в резултат на което се намалява потокът на енергията в първоначалната посока на разпространение. Разсейването на звука става забележимо при наличието на частици с диаметър над 10 микрона и се увеличава с увеличението на честотата на звука. Честота, Hz 125 250 500 1000 2000 4000 Затихване dB/km 0,8 1,2 2,0 4,0 8,8 22,2

26 в) Превръщането на енергията на звука в друг вид енергия се нарича звукопоглъщане. То бива класическо - дължащо се на вискозитета и топлопроводността на средата, при което енергията на звука се превръща в топлина и молекулярно (релаксационно). Зависимостта на амплитудата на звуковото налягане от разстоянието, обусловена от класическото звукопоглъщане се характеризира с коефициента на звукопоглъщане , който показва на какво разстояние амплитудата на вълната намалява “е” пъти.

27 ДИФРАКЦИЯ Дифракцията на звуковата вълна представлява отклонение на движението на звука от законите на геометричната акустика, обусловено от вълновата му природа. Резултат от дифракцията е разширяването на звуковите лъчи след преминаване през отвор върху екран, заобикалянето от звуковата вълна на препятствия с размер по-голям от дължината на вълната, липсата на акустична сянка зад препятствия по-малки в сравнение с дължината на вълната и др.

28 ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ. СТОЯЩИ ВЪЛНИ
Интерференцията на звука представлява неравномерно пространствено разпределение на амплитудата на звуковата вълна, получена от сумирането на няколко звукови вълни с различна фаза. Когато две плоски вълни с еднаква амплитуда и противополож-на посока на разпространение интерферират, се получава стояща вълна. Това се получава, когато интерферират правата и отразената от твърда преграда плоски звукови вълни.

29 ПРЕЧУПВАНЕ НА ЗВУКА Звуковата вълна, падайки върху разделителната повърхнина на две среди частично се отразява и частично преминава в другата среда, като се пречупва. Отношението на ъгъла на падане към ъгъла на пречупване се определя от отноше нието на скоростите на разпространение в тези среди.

30 ОТРАЖЕНИЕ   Отражението на звука е явление, възникващо при падане на звуковата вълна върху препятствие или друга среда с параметри, различни от тези на средата, в която до сега се е движила звуковата вълна. То представлява образуване на друга вълна, разпространя ваща се от препятствието обратно в средата, от която е дошла падащата вълна.

31 РЕЗОНАНС Знаменитият тенор Енрико Карузо можел да разбие на парчета чаша от качествено стъкло, изпявайки и задържайки за известно време определен тон. Това е възможно, когато тонът има честота, равна на собствената честота на трептене на чашата. Тогава звукът силно се поглъща и в чашата възникват резонансни трептения с голяма амплитуда.

32 Стойности на звуковото налягане, предизвиквано от различни звукови източници

33 Честотен обхват на човешкия слух Зона на слуховото възприятие Праг на чуваемост (threshold of hearing) Праг на болезненото усещане (threshold pain)


Изтегли ppt "ЗВУК Основни понятия."

Сходни презентации


Реклама от Google