Interested Article - Акустический закон Ома

Акустический закон Ома — основной закон акустики , по форме и смыслу аналогичный основному закону электрической цепи.

Математическая формулировка

,

где

  • — амплитуда скорости колеблющейся частицы ( синусоидальные колебания );
  • — амплитуда давления;
  • — плотность среды;
  • — скорость распространения звука в среде.

С акустическим законом Ома связаны и формулы силы звука , совершенно аналогичные формулам электрической мощности:

Коэффициент ½ появляется из-за использования амплитудных значений скорости и давления, для действующих (среднеквадратичных) значений он не нужен.

Физический смысл

Все колебательные системы являются преобразователями энергии между двумя её формами (если опустить потери в тепло), которые будут аналогичны потенциальной и кинетической энергиям механических колебаний, поэтому они могут быть описаны схожим математическим аппаратом. Среда, в которой распространяется звук, обладает упругостью, каковая связана с потенциальной энергией колебаний, а частицы среды, приходящие в движение, обладают кинетической энергией. Электрические колебания в контуре, в свою очередь, являются преобразованием потенциальной энергии электрического поля (ёмкость среды) в энергию магнитного поля тока (реального движения зарядов или тока смещения ), аналогичную кинетической.

Таким образом:

Амплитуда скорости колеблющейся частицы (связанная с кинетической энергией колебаний) является аналогом силы электрического тока в колебательном контуре (определющем запас его магнитной энергии, также аналогичной кинетической энергии механических колебаний).

Амплитуда давления (связанная с мерой потенциальной энергии колебаний) является аналогом напряжения на ёмкости колебательного контура.

Плотность и скорость распространения звука вместе составляют акустическое сопротивление среды.

Примечания

  1. , с. 292.

Литература

  • Г. Г. Гинкин. Справочник по радиотехнике. — 3-е, исправленное и дополненное. — Москва - Ленинград: Оборонгиз, 1939.
Источник —

Same as Акустический закон Ома