Не следует путать давление звукового излучения со звуковым давлением .

Звукового излучения давление , давление звука — среднее по времени избыточное давление на препятствие, помещённое в звуковое поле. Это давление определяется импульсом, передаваемым волной в единицу времени на единицу площади препятствия.

• При нормальном падении на плоскую поверхность, полностью отражающую звук, давление называется рэлеевским , и определяется формулой: ${\displaystyle P={\frac {\gamma +1}{8}}\rho v^{2}=(\gamma +1)E_{k},}$ где ${\displaystyle \rho }$ — плотность невозмущённой среды, v — амплитуда колебательной скорости частиц в пучности стоячей волны, ${\displaystyle E_{k}}$ — средняя по времени и пространству плотность кинетической энергии звуковой волны, ${\displaystyle \gamma }$ — показатель адиабаты , равный в случае газов отношению ${\displaystyle c_{p}/c_{v}}$ ( ${\displaystyle c_{v}}$ и ${\displaystyle c_{p}}$ — теплоёмкости при постоянном давлении и объёме). Давление Рэлея наблюдается, например, в жёсткой трубе, где волну можно считать плоской.
• Давление звукового излучения, создаваемое звуковым пучком или лучом, то есть ограниченной по фронту плоской волной, распространяющейся в безграничной невозмущённой среде, при нормальном падении на полностью отражающую плоскую поверхность называется давлением Ланжевена и определяется формулой ${\displaystyle P=\rho v^{2}/4=2E_{k}.}$
• Когда средние по времени плотности потенциальной и кинетической энергий равны друг другу, давления Рэлея и Ланжевена пропорциональны плотности полной энергии звуковой волны или интенсивности звука. Давление Ланжевена на частично отражающее твёрдое препятствие равно ${\displaystyle P=(1+R^{2})E,}$ где R — коэффициент отражения по давлению, E — среднее по времени значение плотности полной энергии в падающей волне.
• При нормальном падении звукового пучка на поверхность раздела двух сред эта поверхность испытывает давление звукового излучения, выражаемое формулой ${\displaystyle P=2E_{k1}(1+R^{2})-2E_{k2},}$ где ${\displaystyle E_{k1}}$ и ${\displaystyle E_{k2}}$ — средние по времени значения плотности кинетической энергии падающей волны в первой среде и прошедшей волны во второй среде. Если R =0, то P определяется только плотностью кинетической энергии в обеих средах и не зависит от направления распространения волны относительно границы.

Давление звукового излучения — эффект второго порядка малости; оно мало по сравнению с амплитудой переменного звукового давления ${\displaystyle p_{0}.}$ Например, в воде при интенсивности звука ~ 10 Вт/см² звуковое давление р =3.87⋅10 ⁵ Па, а давление звукового излучения р =25 Па. В воздухе при интенсивности звука 1 Вт/см², то есть при уровне интенсивности 160 дБ, p ≈2⋅10 ³ Па, а P =10 Па.

Звукового излучения давление, действующее на границе раздела двух жидких или жидкой и газообразной сред (атмосферных констант), приводит к импендансу, которое при достаточно плотном отражении от поверхностей усиливает радиосигнал, что многие ошибочно принимают как . Это явление при ультразвуковом распылении жидкостей на самом деле часто называют диэлектрическим импендансом специальных жидкостей (гелей и т. д.). Звукового излучения давления пока только изучается косметологическими компаниями, так как в процессе акустической коагуляции аэрозолей , не учитывается коэффициент полезного действия и опознавания состава жидкости . Давлением звукового излучения пользуются также при определении абсолютного (то есть шумового) значения интенсивности звука с помощью . В условиях невесомости иногда может применяться для стабилизации предметов в пространстве и перекачки жидкостей.

Примечания