Эффект Доплера в акустике

Громкость звука

Звуковые волны

Звуковыми или акустическими волнами называется волны, распространяющаяся в упругой среде и обладающей частотой 16Гц-20КГц. Волны, которые имеют частоту меньше 16 Гц, называют инфразвуками, а волны с частотой больше 20КГц, называют ультразвуками.

Звуковые волны в жидкостях и газах могут быть только продольными. В твердых телах звуковые волны могут быть продольными так и поперечными.

Характеристика Звуковых волн

Интенсивность звука (сила звука) – называется величина, определяемая средней по времени энергией, переносимой звуковой волной в единицу времени сквозь единичную площадку перпендикулярно направлению распространения волны.

I=W/st

Чувствительность человеческого ума различна для разных частот. Для каждой частоты колебания существ. наименьшей интенсивностью звука и наибольшей интенсивностью звука (порог полевого ощущения которая способна вызывать звуковое восприятие.

Согласнозакона Вебера-Фехнера, с ростом интенсивности звука, громкость возрастает по логарифмическому закону.

L=lg(I/I₀)

L-уровень интенсивности звука

I₀-интенсивность звука (I₀=10^-12Вт/м²) – для всех звуков

Высота звука с ростом частоты звука высота звука увеличивается. Тембр звука, определяется характером акустического спектра и распределения.

То есть звук обладает акустическим спектром, он может быть сплошным и линейчатым.

Сплошной спектр – это когда в некотором интервале присутствуют колебания всех частот, а линейчатый – это когда присутствуют колебания в интервале некоторые частоты.

Скорость распространения звуковых волн в газах определяется по формуле:

V=sqrt(γ*(RT)/M),

где γ=С_р/С_v, M-молярная масса.

Для акустики помещений большое значение имеет реверберация звука – это процесс постепенного затухания звука в закрытых помещениях после выключения его источника. Время реверберации – это время, в течение которого интенсивность звука в помещениях ослабевает в миллион раз.

Эффектом Доплера называется изменение частоты колебаний воспринимаемый приемником при движении источника колебаний и приемнике друг относительно друга.

Предположим, что источник и приемник движутся вдоль прямой линии со скоростью V_пр и V_ист, частота колебаний источника ﻝ ₀

V_пр =V_ист=0, λ=VT=V/ ﻝ ₀

ﻝ = V/ ﻝ = (V* ﻝ )/ V= ﻝ ₀

Приемник приближается к источнику, а источник покоится

V_пр>0, V_ист=0

V+V_пр

ﻝ = (V+V_пр)/λ=((V+V_пр)/V)* ﻝ ₀

в этом случае частота сигнала воспринимается источником

Источник приближают к приемнику, а приемник покоится

V_пр=0, V_ист>0

λ=VT

λ`=(V-V_ист)*T