Сферическую волну можно описать как движение волн от пульсирующей сферы. Источник, возбуждающий сферическую волну, условно считается точечным. В данном случае звуковые лучи расходятся во все стороны в направлениях, параллельных радиусам.
По этой причине у сферической волны энергия звука, приходящаяся на единицу площади, по мере удаления от источника уменьшается. Изменение интенсивности обратно пропорционально расстоянию, а убывание звукового давления обратно пропорционально квадрату расстояния от источника.
Волновые характеристики реальных излучателей звука
Реальные источники звука излучают волны разных типов. В так называемой «ближней зоне» звуковые волны не успевают перемешиваться между собой. Поэтому характер звучания в непосредственной близости, например, от музыкального инструмента в значительной мере зависит от выбора точки прослушивания. С ростом расстояния от источника звука данный эффект смягчается и сходит на нет.
На практике чаще всего встречается диаграмма направленности излучения источника звука, которая по своей форме близка к полусфере. Полезно помнить, что в этом случае уровень звукового давления уменьшается на 6 дБ с каждым удвоением расстояния от источника.
Фазовые характеристики волн
При описании сложных волновых процессов приходится учитывать различия временных характеристик соседних звуковых волн, для чего вводится понятие фазы волны. Рассмотрим практические примеры. Если две одинаковые волны распространяются абсолютно синхронно, считается, что они
«находятся в фазе». Если одна волна запаздывает относительно другой, точно такой же по форме, на полпериода, в этом случае говорят, что волны «находятся в противофазе».
Когда противофазные волны сходятся в одной точке, чисто теоретически можно было бы ожидать их полного взаимного уничтожения. Увы, в акустике, в отличие от электроники, это бывает крайне редко; чаще противофазные волны при наложении друг на друга сильно искажают тембр звука. Аналогичный, но менее выраженный эффект наблюдается при суммировании двух сходных звуковых волн с разницей фаз, большей либо меньшей половины периода.
- Эврика — виновата техника!
- Откуда появляется звук?
- Геометрическая акустика
- Сферическая волна
|