Физическая энциклопедия

ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ


область пр-ва, в к-рой распространяются звук. волны, т. е. происходят акустич. колебания ч-ц упругой среды (твёрдой, жидкой или газообразной), заполняющей эту область. З. п. определено полностью, если для каждой его точки известно изменение во времени к.-л. из величин, характеризующих звук. волну: колебательное смещение ч-ц, колебательная скорость ч-ц, звуковое давление в среде. Понятие «З. п.» применяется обычно для областей, размеры к-рых порядка или больше длины звук. волны. С энергетич. стороны З. п. характеризуется плотностью звук. энергии (энергией колебат. процесса, приходящейся на ед. объёма); в тех случаях, когда в З. п. происходит перенос энергии, он характеризуется интенсивностью звука.
Картина З. п. в общем случае зависит не только от акустич. мощности и хар-ки направленности излучателя — источника звука, но и от положения и св-в границ среды и поверхностей раздела разл. упругих сред, если такие поверхности имеются. В неограниченной однородной среде З. п. одиночного источника явл. полем бегущей волны. Для измерения З. п. применяют микрофоны, гидрофоны и др. приёмники звука; их размеры желательно иметь малыми по сравнению с длиной волны и с характерными размерами неоднородностей поля. При изучении З. п. применяются также разл. методы визуализации звуковых полей.Изучение З. п. разл. излучателей производят в заглушённых камерах.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1983.

ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ

- совокупность пространственно-временных распределений величин, характеризующихрассматриваемое звуковое возмущение. Важнейшие из них: звуковое давлениер, колебательная скорость частиц v, колебательное смещение частицx,относительное изменение плотности (т. н. акустич. сжатие) s=dr/r (где r - плотность среды), адиабатич. изменение темп-ры dТ,сопровождающее сжатие и разрежение среды. При введении понятия 3. п. среду рассматривают как сплошную и молекулярное строение вещества во внимание не принимают. 3. п. изучают либо методамигеометрической акустики,либо на основе теории волн. давление удовлетворяет волновому ур-нию

а при известномрможно определить остальные характеристики 3. п. по ф-лам:

гдес -скорость звука, g=cp/cV- отношение теплоёмкости при пост. давлении к теплоёмкости при пост. объёме, а - коэф. теплового расширения среды. Для гармонич. 3. п. волновое ур-ние переходит в ур-ние Гельмгольца: Dр+k2р= 0, гдеk=w/c -волновое число для частоты w, а выражения дляvи x принимают вид:

Кроме того, 3. п. должно удовлетворять граничным условиям, т. е. требованиям, к-рые налагают на величины, характеризующие 3. п., физ. свойства границ - поверхностей, ограничивающих среду, поверхностей, ограничивающих помещённые в среду препятствия, и поверхностей раздела разл. сред. Напр., на абсолютно жёсткой границе нормальная компонента колебат. скоростиvnдолжна обращаться в нуль; на свободной поверхности должно обращаться в нуль звуковое давление; на границе, характеризующейсяимпедансом акустическим, p/vnдолжно равняться удельному акустич. импедансу границы; на поверхности раздела двух сред величиныриvnпо обе стороны от поверхности должны быть попарно равны. В реальных жидкостях и газах имеется дополнит. граничное условие: обращение в нуль касательной компоненты колебат. скорости на жёсткой границе или равенство касательных компонент на поверхности раздела двух сред. p=p(x6ct),бегущие вдоль осихв положительном (знак "-") и отрицательном (знак "+") направлениях. В плоской волнеp/v= brс, где rс-волновое сопротивлениесреды. В местах положит. звукового давления направление колебат. скорости в бегущей волне совпадает с направлением распространения волны, в местах отрицат. давления - противоположно этому направлению, а в местах обращения давления в нуль колебат. скорость также обращается в нуль. Гармонич. плоская бегущая волна имеет вид:p=p0cos(wt-kx+j),гдер0и j0- соответственно амплитуда волны и её нач. фаза в точкех=0.В средах с дисперсией скорости звука скорость гармонич. волныс=w/kзависит от частоты.2) Колебания в огранич. областях среды в отсутствие внеш. воздействий, напр. 3. п., возникающее в замкнутом объёме при заданных нач. условиях. Такие 3. п. можно представить в виде суперпозиции стоячих волн, характерных для данного объёма среды.3) 3. п., возникающие в неогранич. среде при заданных нач. условиях - значенияхриvв нек-рый нач. момент времени (напр., 3. п., возникающие после взрыва).4) 3. п. излучения, создаваемые колеблющимися телами, струями жидкости или газа, захлопывающимися пузырьками и др. естеств. или искусств. акустич. излучателями (см.Излучение звука).Простейшими по форме поля излучениями являются следующие. Монопольное излучение - сферически симметричная расходящаяся волна; для гармонич. излучения она имеет вид:р = -irwQехр (ikr)/4pr, где Q-производительность источника (напр., скорость изменения объёма пульсирующего тела, малого по сравнению с длиной волны), помещённого в центр волны, аr- расстояние от центра. Амплитуда звукового давления при монопольном излучении изменяется с расстоянием как 1/r, а

в неволновой зоне (kr<<1)vизменяется с расстоянием как 1/r2, а в волновой (kr>>1) - как 1/r. Сдвиг фаз j междуриvмонотонно убывает от 90° в центре волны до нуля на бесконечности; tg j=1/kr. Дипольное излучение - сферич. расходящаяся волна с "восьмёрочной" характеристикой направленности вида:

гдеF -сила, приложенная к среде в центре волны, q - угол между направлением силы и направлением на точку наблюдения. Такое же излучение создаётся сферой радиусаa<длина волны), помещённой в центр волны и осциллирующей со скоростьюu=F/2prwехр (ikr)R(q, j)/r, гдеА -постоянная, q и j - углы сферич. системы координат,R(q, j) - характеристика направленности излучения. Т. поле убывает обратно пропорционально расстоянию точки наблюдения от области расположения источника звука. Началом дальней зоны обычно считают расстояниеr=D2/l, гдеD -поперечные размеры излучающей системы. В т. н. ближней зоне (френелевская зона) для 3. п. излучения в общем случае нет к.-л. определённой зависимости отr,а угл. r - характеристика направленности ещё не сформирована.5) 3. п. фокусировки - поля вблизи фокусов и каустик фокусирующих устройств, характеризующиеся повыш. значениями звукового давления, обращающегося (при пользовании приближениями геом. акустики) в бесконечность в фокусах и на каустиках (см.Фокусировка звука).6) 3. п., связанные с наличием в среде ограничивающих поверхностей и препятствий. При отражении и преломлении плоских волн на плоских границах возникают также плоские отражённые и преломлённые волны. Вволноводах акустических,заполненных однородной средой, суперпозиция плоских волн образует нормальные волны. При отражении гармонич. плоских волн от плоских границ образуются стоячие волны, причём результирующие поля могут оказаться стоячими в одном направлении и бегущими - в другом.7) 3. п., затухающие вследствие неидеальности среды - наличия вязкости, теплопроводности и т. п. (см.Поглощение звука).Для бегущих волн влияние такого затухания характеризуют множителем ехр aх,где a - амплитудный пространственный коэф. затухания, связанный с добротностью Qсреды соотношением: a=k/2Q.В стоячих волнах появляется множитель ехр (-dt), где d =сa=w/2Q - амплитудный временной коэф. затухания звука.
Измерение параметров 3. п. производят разл.приёмниками звука: микрофонами -для воздуха,гидрофонами -для воды. При исследовании тонкой структуры 3. п.следует пользоваться приёмниками, размеры к-рых малы по сравнению с длиной волны звука.Визуализация звуковых полейвозможна путём наблюдениядифракции света на ультразвуке,методом Теплера (теневой метод),методом электронно-оптич. преобразования и др.Лит.:Бергман Л.. Ультразвук и его применение в науке и технике, пер. с нем., 2 изд., М.. 1957; Р ж е в к и н С. Н., Курс лекций по теории звука, М., 1960; Исакович М. А., Общая акустика, М., 1973.М. А. Исакович.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.


  1. звуковое поле—ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ область пространства в крой распространяются звуковые волны т. е. происходят акустич. колебания частиц упругой среды тврдой жидкой или газообразной заполняю...Большая советская энциклопедия
  2. звуковое поле—область пространства в которой распространяются звуковые волны т. е. происходят акустические колебания частиц упругой среды тврдой жидкой или газообразной заполняющей эту...Большая Советская энциклопедия II
  3. звуковое поле—Schallfeld n...Большой русско-немецкий медицинский словарь
  4. звуковое поле—ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ область пространства в которой распространяются звуковые волны....Большой энциклопедический словарь III
  5. звуковое поле—ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ область пространства в которой распространяются звуковые волны....Большой Энциклопедический словарь V
  6. звуковое поле—область пространства в крой распространяются звук. волны....Естествознание. Энциклопедический словарь
  7. звуковое поле—champ acoustique...Политехнический русско-французский словарь
  8. звуковое поле—sound field...Русско-английский аэрокосмический словарь
  9. звуковое поле—sound [acoustic auditory] field...Русско-английский медицинский словарь
  10. звуковое поле—sound field...Русско-английский морской словарь
  11. звуковое поле—acoustic field...Русско-английский политехнический словарь
  12. звуковое поле—sound field...Русско-английский психологический словарь
  13. звуковое поле—sound field...Русско-английский словарь по авиации
  14. звуковое поле—sound pole field...Русско-английский словарь по нефти и газу
  15. звуковое поле—sound field acoustic field...Русско-английский словарь по физике
  16. звуковое поле—campo di audiofrequenze acustico sonoro...Русско-итальянский политехнический словарь
  17. звуковое поле—Schallfeld...Русско-немецкий политехнический словарь
  18. звуковое поле—звукове поле...Русско-украинский политехнический словарь
  19. звуковое поле—akustick pole zvukov pole...Русско-чешский словарь
  20. звуковое поле—ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ область пространства в которой распространяются звуковые волны....Современный энциклопедический словарь
  21. звуковое поле—ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ область пространства в которой распространяются звуковые волны....Энциклопедический словарь естествознания
  22. звуковое поле—Звуковое поле область пространства в которой распространяются звуковые волны. Понятие З. п. обычно используется для областей расположенных вдали от источника звука разме...Энциклопедия «Авиация» (1998)
  23. звуковое поле—Звуковое поле область пространства в которой распространяются звуковые волны. Понятие З. п. обычно используется для областей расположенных вдали от источника звука размер...Энциклопедия техники