Акустика - физика звука
Звук - продольные упругие волны в среде с частотой до многих мегегерц (гиперзвуковой поток фононов).
Акустика - наука о звуке, изучающая физическую природу звука и проблемы,
связанные с его возникновением, распространением, восприятием и воздействием.
Акустика является одним из направлений физики (механики),
исследующее упругие колебания и волны от самых низких (от 0 Гц) до высоких частот.
Акустические колебания, наряду с электромагнитными,
являются основными модулирующими факторами в функционировании
биосферы и
ноосферы.
|
Разделы страницы о свойствах звука и распространении акустических колебаний:
- Акустическая шкала
- Основные и междисциплинарные направления акустики
- Акустические исследования на макроскопическом и микроскопическом уровнях
- Новости акустики
- Статьи по акустике
Акустическая шкала
Гиперзвук — упругие волны с частотами от 101000 до 1012—1018 Гц.
По физической природе гиперзвук не отличается от звуковых и ультразвуковых волн.
Гиперзвук часто представляют как поток квазичастиц — фононов.
В природе он генерируется колебаниями атомов в узлах кристаллической решетки,
а длина его волны равна среднему пробегу молекулы до ее столкновенияч с другой.
Ультразвук - с частотой больше 20 кГц.
Обычный звук (слышимый человеческим ухом) - от 20 ГЦ до 20 кГц.
Инфразвук - с частотой меньше 20 Гц.
Основные и междисциплинарные направления акустики
Основными направлениями акустики являются:
-
Общая (физическая) акустика — теория излучения и распространения звука в различных средах,
теория дифракции, интерференции и рассеяния звуковых волн.
Линейные и нелинейные процессы распространения звука.
-
Геометрическая акустика — раздел акустики, предметом изучения которого являются законы распространения звука.
В основе лежит представление о том, что звуковые лучи — это линии, касательные к которым
совпадают с направлением распространения энергии акустических колебаний.
Кроме того, на основе акустики возникло много междисциплинарных научных направлений:
- Архитектурная акустика — законы распространения звука в помещениях, методы управления структурой поля и т. д.
- Строительная акустика — защита от шума зданий, промышленных предприятий
(расчёт конструкций и сооружений, выбор материалов и т. д.).
- Психоакустика — основные законы слухового восприятия, определения связи объективных
и субъективных параметров звука, определения законов расшифровки «звукового образа».
- Музыкальная акустика — проблемы создания, распространения и восприятия звуков, используемых в музыке.
- Биоакустика — теория восприятия и излучения звука биологическими объектами,
изучение слуховой системы различных видов животных и др.
- Электроакустика — раздел прикладной акустики, занимающийся теорией,
методами расчёта и созданием электроакустических преобразователей.
- Аэроакустика (авиационная акустика) — излучение и распространение шумов в авиационных конструкциях.
- Гидроакустика — распространение, поглощение, затухание звука в воде, теория гидроакустических преобразователей,
теория антенн и гидроакустических эхолокаторов, распознавание движущихся объектов и др.
- Акустика транспорта — анализ шумов, разработка методов и средств звукопоглощения
и звукоизоляции в различных видах транспорта (самолётах, поездах, автомобилях и др.).
- Медицинская акустика — разработка медицинской аппаратуры, основанной на обработке
и передаче звуковых сигналов (слуховые аппараты, диагностические приборы).
- Ультразвуковая акустика — теория ультразвука, создание ультразвуковой аппаратуры,
в том числе ультразвуковых преобразователей для промышленного применения в гидроакустике, измерительной технике и др.
- Квантовая акустика (акустоэлектроника) — теория гиперзвука, создание фильтров на поверхностных акустических волнах.
- Акустика речи — теория и синтез речи, выделение речи на фоне шумов, автоматическое распознавание речи и т. д.
- Цифровая акустика — связана с созданием микропроцессорной (аудиопроцессорной) и компьютерной техники.
В Википедии Акустику с гидродинамикой объединяют в механику сплошных сред,
но это неверно, т.к. основа акустики - природа колебаний, которые рассматриваются в разделе механики.
Акустические исследования на макроскопическом и микроскопическом уровнях
Интересными направлениями исследований в акустике на макроскопическом уровне являются:
- распространение звука в движущихся средах
- рассеяние звука на неоднородностях среды и распространение звука в неупорядоченных средах
- характер макроскопических течений в поле звуковой волны
- поведение вещества в поле сильной ультразвуковой волны, кавитационные явления
На микроскопическом уровне упругое колебание среды описывается фононами
— коллективными колебаниями атомов или ионов.
В металлах и полупроводниках такие колебания ионов приводят и к колебаниям электронной жидкости,
то есть, на макроскопическом уровне, звук может порождать электрический ток.
Подраздел акустики, изучающий такие явления и возможности их использования, называется акустоэлектроникой.
Другое близкое по духу направление исследования — акустооптика,
то есть изучение взаимодействия звуковых и световых волн в среде,
в частности, дифракция света на ультразвуке.
Новости акустики
-
Скорость света в вакууме перестала быть рекордом.
Групповая скорость высокочастотного ультразвукового импульса может превысить скорость света в вакууме,
если направлять ее сквозь камеру, содержащую 8 мл воды и 400 тыс. пластиковых микросфер в ней.
- Получена скорость звука больше скорости света в вакууме.
А Роберт Бойд замедлил свет до 57 метров в секунду и даже сделал его скорость отрицательной (!).
- Возрождение холодного термояда
-
«Холодный» термояд обессмыслит «горячий»?
Последние результаты группы Талейархана показали, что акустические волны в жидкости способны разогревать вещество в микропузырьках
до столь высоких температур, что становится возможным осуществление реакции термоядерного синтеза.
[! Значит, планеты с океанами можно взрывать звуками? И так же воздействовать на их жидкие ядра ?!]
Статьи по акустике
-
Авиационная техника. Аннотации статей
Выпуск Казанского Авиационного Института. Приведена аннотация статьи моего учителя Тауфика Ильича Назаренко
(бывший научный сотрудник Кафедры молекуляной физики и теплофизики Казанского государственного университета):
"Автоколебания газа в трубе при горении за стабилизатором пламени" (УДК 534.142)
- Викторов И. А. Звуковые поверхностные волны в твёрдых телах. — М.: Наука, 1981. — 287 с.
|
Ключевые слова для поиска сведений по акустике:
На русском языке: акустика, Физика звука, упругие колебания воздуха, продольные звуковые волны, фононы;
На английском языке: acoustics.
|
Страница обновлена 20.05.2020