Звуковые волны

Под звуковыми волнами в узком смысле слова понимают волны с частотой от 16 Гц до 20 кГц. Эти волны, воздействуя на ухо человека, вызывают звуковые ощущения. Звуковые волны с частотой ниже 16 Гц называют инфразвуками, а от 20 кГц до 10¹³ Гц – ультразвуком. 10¹³ Гц – это предельно возможные частоты колебаний атомов и молекул в твердых телах около положения равновесия. В качестве источников ультразвука используют кристаллы, способные изменять свои размеры под действием электрического или магнитного полей. То есть кристаллы обладающие пьезо или магнитнострикционными свойствами. Ультразвуковые волны, обладая большой частотой и, следовательно, малой длиной волны распространяются в средах практически прямолинейно. Прямолинейность распространения ультразвука и позволяет широко использовать его в локации (определении расстояния до объектов в жидкостях) и дефектоскопии.

Всякий реальный звук характеризуется акустическим спектром, то есть набором частот колебаний, присутствующих в спектре. Если в звуке присутствуют колебания

всех частот некоторого диапазона, то такой спектр называют сплошным. Он воспринимается как шум (рис. 2.3а).

Рис. 2.3. 1 14.34

Если звук состоит из колебаний с дискретным набором частот (рис.2.3б), то его спектр называют линейчатым. Это тональный звук. Тональные звуки различают по высоте, тембру и громкости. Высота тонального звука определяется основной (наименьшей) частотой. Относительная интенсивность других частот, присутствующих в звуке, определяет «окраску»

Рис. 13. 1 14.34

- тембр звука. Под интенсивностью звука понимают

среднее по времени значение плотности потока энергии,которую несет с собой звуковая волна.

Минимальное значение интенсивности I₀, которое вызывает звуковое ощущение, называют порогом слышимости.

Используя понятия интенсивность и порог слышимости и определяют громкость звука или уровень громкости

Для частоты ν = 1 кГц I₀~ 10^-12 Вт/м². Lвыражается в белах (Б). Наряду с белами пользуются единицами в 10 раз меньшими, получившими название децибелов (дБ).

(2.10)

Отношение двух интенсивностей I₁и I₂также может быть выражено в децибелах:

Диапазон громкости звука, воспринимаемого человеком, соответствует уровню громкости от 0 до 130 дБ.