1tom - 0290.htm
36
и
42
нон-фононного взаимодействия и др. видов взаимодействия упругих волы с квазичастицами. Подразделами физ. А, являются молекулярная акустика, квантовая А., оптоакустика и др. Методы физ, А.≈ неотъемлемая часть арсенала экспсрим. средств совр. физики.
Распространение акустич, волн в естеств. средах ≈ атмосфере, водах Мирового океана, в земной коре и связанные с этим явления изучаются в атмосферной акустике, гидроакустике, геоакустике. Акустич. волны являются важнейшим средством зондирования этих сред, сродством получения информации об их строении и о наличии в них разнообразных включений, К гидроакустике тесно примыкает такая важная и широко развитая прикладная область, как гидролокация.
Электроакустика изучает вопросы эл,-акустич, преобразований и связана со всеми др. областями А., т. к. аппаратура для разл. видов акустич. измерений, как правило, базируется на преобразовании акустич. сигналов в электрические, а способы излучения звука в большинстве случаев основаны на преобразовании электрич. энергии в акустическую. К электроакустике относится и изучение фундам. физ. вопросов, связанных с эффектами эл.-механич. и эл.-акустич. преобразований в веществе, поэтому здесь она тесно смыкается с физ, А.
К прикладным областям А. можно отнести архитектурную А,, строительную А., музыкальную А., а также весьма большой раздел совр. А., связанный с изучением шумов и вибраций и созданием методов борьбы С ними. Изучение аэродинамич. генерации шумов большой интенсивности относится к проблемам нелинейной акустики; здесь имеется также самая тесная связь с совр. аэродинамикой, так что иногда говорят о спец. разделе А,≈ аэроакустике.
Огромное прикладное значение как в технике физ. эксперимента, так и в промышленности, на транспорте, в медицине и др. имеет т. в. УЗ-техника (см. Ультразвук). В устройствах УЗ-техники используются как ультразвуковой, так и гиперзвуковой, а частично и звуковой диапазоны частот. УЗ применяется как сродство воздействия на вещество (напр., УЗ-технология в промышленности, терапия и хирургия в медицине,), для получения информации (коытрольно-измерит. применения УЗ, УЗ-диагностика, гидролокация), обработки сигналов (акустоэлектроника, акустооптика).
Особый раздел А.≈ биол. А,≈ занимающаяся вопросами распространения акустич. волн в живых тканях, воздействия УЗ на биоткань, изучением зву-коизлучаютцих и звукопришшающих органов у живых организмов. Исследованием органов и процессов зву-ковосприятия и звукоизлучения у человека, а также проблемами речеобразования, передачи и восприятия речи занимается физиологич. и психологич, А. Результаты этих исследований используются в звукотехнике, архитектурной А., при разработке систем передачи речи, в теории информации и связи, в музыке, медицине, биофизике и т. п.
Лит.: С г р е т т Д ж. В. (лорд Рэлей), Теория звука, пер. с англ., 2 изд., т. 1 ≈ 2, М., 1955; Михайлов II. Г., С о л о в ь п в В. А., С ы р в и к о в Ю. П., Основы молекулярной акустики, М., 19G4; Физическая акустика, [под ред. У, Мэзока и Р. Терстона], пер. с англ.» г. 1≈7, M.t I960≈74; Физика и техника мошного ультразвука, под ред, Л. Д, Розен-берга, [кн. 1≈3J, М,, 1967≈70; И с а к о в и ч М. Д., Общая акустика, М,, 1973; Эльпинер И, Е., Биофизика ультразвука, М., 1973; Р у д е н к о О. В., С о л у я н С. И., Теоретические основы нелинейной акустики, М,, 1975; С к у-ч и к Е., Основы акустики, пер. с англ., т. 1≈2, М,, 1976; Тэйлор Р., Шум, [пер. с англ.], М., 1978; Урик Р. Д., Основы гидроакустики, пер. с англ., Л., 1978; Б р е х о в-с к и к Л. М., Л ы с а н о в Ю. П., Теоретические основы акустики океана. Л., 1982; X а я с а к а Т., Электроакустика, пер. с япон.> М-, 1982. И. П. Голямипа. АКУСТИКА ДВИЖУЩИХСЯ СРЕД ≈ раздел акусти-
КИ, В К-рои изучаются звуковые явления при движении среды или источников и при╦мников звука.
Движение среды влияет на характер распространения звуковых волн, кх излучение и при╦м. В движущейся среде скорость распространения волнового
фронта равна V≈c-\\-v.n где с ≈- скорость звука в неподвижной среде, ип ≈ проекция скорости движения среды на нормаль к фронту. В простейшем случае движения среды как целого волновые фронты точечного источника представляют собой расширяющиеся со скоростью звука сферы, центры к-рых перемещаются со скоростью среды. Диаграмма направленности неподвижного направленного источника в движущейся
с дозвуковой скоростью среде вытягивается в направлении, противоположном движению. При движении среды со^ сверхзвуковой скоростью звук распространяется внутри т. н. Маха конуса ≈ конуса с вершиной в источнике звука. Вне этого конуса звук отсутствует, а внутри него через любую фиксир. точку наблюдения проходят два волновых фронта, В соответствии с этим наблюдатель, расположенный внутри конуса Маха, слышит звук, приходящий с двух разл. направлений. При движении источника в неподвижной среде к эффектам, указанным выше, добавляется Доплера эффект. Пространственно-неоднородные течения в среде вызывают рефракцию звука. Такт напр., в приземном слое атмосферы скорость ветра возрастает с высотой (рис.), поэтому при распространении звука против ветра звуковые лучи изгибаются вверх, а при распространении по ветру ≈ вниз. Этим объясняется лучшая слышимость для стоящего на земле наблюдателя с наветренной стороны и худшая ≈ с подветренной по сравнению со слышимостью в безветрие. Турбулентное движение среды вызывает рассеяние проходящих через не╦ звуковых волн на неоднород-ностях скорости и флуктуации их амплитуд и фаз.
При взаимодействии с вихревыми течениями, образующимися при отрывном обтекании тв╦рдых тел, звук может поглощаться или усиливаться. Напр., струя, вытекающая из отверстия в перегородке, эффективно поглощает звук. Струя, обдувающая отверстие по касательной, при определ. соотношениях между скоростью струи, размерами отверстия и частотой звука может усиливать звук. Этим объясняется, в частности, процесс генерации звука в духовых музыкальных инструментах типа флейты. Усиление звука возможно и в свободном пространство ≈ при отражении от границы между покоящейся средой и средой, движущейся со сверхзвуковой скоростью (напр., от границы сверхзвуковой струи).
Нестационарные течения среды вызывают генерацию звука, Периодич. срыв вихрей за плохо обтекаемым телом порождает вихревой звук. При натекании струи на препятствие может возникнуть т. н, клиновый тонг это 'явление используется в газоструйных излучателях. Интенсивный звук генерируется высокоскоростными турбулентными течениями. Нанр,, интенсивность звука, порождаемого реактивной стру╦й стартовой ступени ракеты, достигает 150 дБ на расстоянии 100 м. Прикладные проблемы А. д. с., связанные с аэродинамич. генерацией звука в высокоскоростных потоках, составляют предмет аэроакустик п..
Осн. ур-нин А, д. с. получают посредством линеаризации общих ур-ний гидродинамики. При исследовании процессов распространения и рассеяния звука нелинейные компоненты ур-ний отбрасываются, а при исследовании процессов генерации звука они рассматриваются в качестве источников звука. Параметры этих источников при совр. состоянии теории турбулентности, как правило» не могут быть найдены теоретически» поэтому для оценок интенсивности и спект-
")
}
