Posun částic - Particle displacement

Měření zvuku
Charakteristický	Symboly
Akustický tlak	p, SPL, L.PA
Rychlost částic	proti, SVL
Posun částic	δ
Intenzita zvuku	Já, SIL
Akustický výkon	P, SWL, LWA
Zvuková energie	Ž
Hustota zvukové energie	w
Zvuková expozice	E, SEL
Akustická impedance	Z
Zvukový kmitočet	AF
Ztráta přenosu	TL

Posun částic nebo amplituda posunutí je měření z vzdálenost pohybu a zvuková částice od jeho rovnováha pozice v médiu při přenosu zvukové vlny.^[1] The Jednotka SI posunutí částic je Metr (m). Ve většině případů se jedná o podélná vlna tlaku (např zvuk ), ale může to být také a příčná vlna, tak jako vibrace napjatého řetězce. V případě a zvuková vlna cestování skrz vzduch, posunutí částic je evidentní v oscilace vzduchu molekuly se směrem a proti směru, kterým se zvuková vlna pohybuje.^[2]

Částice média prochází přemístěním podle rychlost částic zvukové vlny pohybující se médiem, zatímco zvuková vlna se sama pohybuje na rychlost zvuku, rovná 343 m / s ve vzduchu při 20 ° C.

Matematická definice

Posun částic, označený δ, darováno^[3]

{ displaystyle mathbf { delta} = int _ {t} mathbf {v} , mathrm {d} t}

kde proti je rychlost částic.

Progresivní sinusové vlny

Posun částic a progresivní sinusoida darováno

{ displaystyle delta ( mathbf {r}, , t) = delta cos ( mathbf {k} cdot mathbf {r} - omega t + varphi _ { delta, 0}),}

kde

δ je amplituda posunutí částic;
${ displaystyle varphi _ { delta, 0}}$ je fázový posun posunutí částic;
k je úhlový vlnovod;
ω je úhlová frekvence.

Z toho vyplývá, že rychlost částic a akustický tlak ve směru šíření zvukové vlny X jsou dány

{ displaystyle v ( mathbf {r}, , t) = { frac { částečné delta ( mathbf {r}, , t)} { částečné t}} = omega delta cos ! left ( mathbf {k} cdot mathbf {r} - omega t + varphi _ { delta, 0} + { frac { pi} {2}} right) = v cos ( mathbf {k} cdot mathbf {r} - omega t + varphi _ {v, 0}),}

{ displaystyle p ( mathbf {r}, , t) = - rho c ^ {2} { frac { částečné delta ( mathbf {r}, , t)} { částečné x}} = rho c ^ {2} k_ {x} delta cos ! left ( mathbf {k} cdot mathbf {r} - omega t + varphi _ { delta, 0} + { frac { pi} {2}} vpravo) = p cos ( mathbf {k} cdot mathbf {r} - omega t + varphi _ {p, 0}),}

kde

proti je amplituda rychlosti částic;
${ displaystyle varphi _ {v, 0}}$ je fázový posun rychlosti částic;
p je amplituda akustického tlaku;
${ displaystyle varphi _ {p, 0}}$ je fázový posun akustického tlaku.

Vezmeme Laplaceovy transformace proti a p s ohledem na časové výnosy

{ displaystyle { hat {v}} ( mathbf {r}, , s) = proti { frac {s cos varphi _ {v, 0} - omega sin varphi _ {v, 0 }} {s ^ {2} + omega ^ {2}}},}

{ displaystyle { hat {p}} ( mathbf {r}, , s) = p { frac {s cos varphi _ {p, 0} - omega sin varphi _ {p, 0 }} {s ^ {2} + omega ^ {2}}}.}

Od té doby ${ displaystyle varphi _ {v, 0} = varphi _ {p, 0}}$ , je amplituda specifické akustické impedance dána vztahem

{ displaystyle z ( mathbf {r}, , s) = | z ( mathbf {r}, , s) | = left | { frac {{ hat {p}} ( mathbf {r }, , s)} {{ hat {v}} ( mathbf {r}, , s)}} doprava | = { frac {p} {v}} = { frac { rho c ^ {2} k_ {x}} { omega}}.}

Amplituda posunu částic tedy souvisí s amplitudou rychlosti částic a akustického tlaku o

{ displaystyle delta = { frac {v} { omega}},}

{ displaystyle delta = { frac {p} { omega z ( mathbf {r}, , s)}}}

Viz také

Odkazy a poznámky

^ Gardner, Julian W .; Varadan, Vijay K .; Awadelkarim, Osama O. (2001). Mikrosenzory, MEMS a inteligentní zařízení John 2. 23–322. ISBN 978-0-471-86109-6.
^ Arthur Schuster (1904). Úvod do teorie optiky. Londýn: Edward Arnold. Úvod do teorie optiky Arthur Schuster.
^ John Eargle (Leden 2005). Kniha mikrofonů: Od mono přes stereofonní až po prostorový - průvodce designem a aplikací mikrofonu. Burlington, Ma: Focal Press. p. 27. ISBN 978-0-240-51961-6.

Související čtení:

Wood, Robert Williams (1914). Fyzická optika. New York: Společnost Macmillan.
Strong, John Donovan & Hayward, Roger (leden 2004). Koncepty klasické optiky. Dover Publications. ISBN 978-0-486-43262-5.
Barron, Randall F. (leden 2003). Průmyslová regulace hluku a akustika. NYC, New York: CRC Press. 79, 82, 83, 87. ISBN 978-0-8247-0701-9.

externí odkazy

[1] Gardner, Julian W .; Varadan, Vijay K .; Awadelkarim, Osama O. (2001). Mikrosenzory, MEMS a inteligentní zařízení John 2. 23–322. ISBN 978-0-471-86109-6.

[2] Arthur Schuster (1904). Úvod do teorie optiky. Londýn: Edward Arnold. Úvod do teorie optiky Arthur Schuster.

[3] John Eargle (Leden 2005). Kniha mikrofonů: Od mono přes stereofonní až po prostorový - průvodce designem a aplikací mikrofonu. Burlington, Ma: Focal Press. p. 27. ISBN 978-0-240-51961-6.

[1]

[2]

[3]