Тиск звукового випромінювання
Звукового випромінювання тиск,тиск звуку- середній за часом надлишковий тиск на перешкоду, поміщену в звукове поле. Цей тиск визначається імпульсом, що передається хвилею в одиницю часу на одиницю площі перешкоди.
- При нормальному падінні на плоску поверхню, що повністю відображає звук, тиск називаєтьсярелеєвським, і визначається формулою: P = γ + 1 8 ρ v 2 = ( γ + 1 ) E k , &rt (\gamma +1)E_,>де ρ — щільність незбурненого середовища,v— амплітуда коливальної швидкості частинок у пучності стоячої хвилі, E k >— середня за часом і простором щільність кінетичної енергії звукової хвилі, γ - показник адіабати, рівний у разі газів відношенню c p / c v / c_ (c v & gt; і c p - теплоємності при постійному тиску і об'ємі). Тиск Релея спостерігається, наприклад, у твердій трубі, де хвилю можна вважати плоскою.
- Тиск звукового випромінювання, створюване звуковим пучком або променем, тобто обмеженою по фронту плоскою хвилею, що поширюється в безмежному незбуреному середовищі, при нормальному падінні на плоску поверхню, що повністю відображає, називається тиском Ланжевена і визначається формулою P = ρ v 2 / 4 = 2 E k . /4=2E_.>
- Коли середні за часом щільності потенційної та кінетичної енергій рівні один одному, тискуРелеяіЛанжевенапропорційні щільності повної енергії звукової хвилі або інтенсивності звуку. ТискЛанжевенана частково відбиває тверду перешкоду дорівнює P = ( 1 + R 2 ) E , )E, деR- коефіцієнт відображення по тиску,E- Середнє за часом значення щільності повної енергії в падаючій хвилі.
- При нормальному падінні звукового пучка на поверхню розділу двох середовищ ця поверхнявідчуває тиск звукового випромінювання, що виражається формулою P = 2 E k 1 ( 1 + R 2 ) − 2 E k 2 , (1+R^)-2E_, де E k 1 і E k 2 — середні за часом значення щільності кінетичної енергії падаючої хвилі в першому середовищі і хвилі, що пройшла в другому середовищі. ЯкщоR=0, тоPвизначається лише щільністю кінетичної енергії в обох середовищах і не залежить від напряму поширення хвилі щодо кордону.
Тиск звукового випромінювання ефект другого порядку малості; воно мало порівняно з амплітудою змінного звукового тиску p0. .> Наприклад, у воді при інтенсивності звуку
10 Вт/см² звуковий тискр=3.87⋅10 5 Па, а тиск звукового випромінюванняр=25 Па. У повітрі при інтенсивності звуку 1 Вт/см², тобто при рівні інтенсивності 160 дБ,p≈2⋅10 3 Па, аP=10 Па.
Звукового випромінювання тиск, що діє на межі розділу двох рідких або рідких та газоподібних середовищ (атмосферних констант), призводить до імпендансу, яке при досить щільному відображенні від поверхонь посилює радіосигнал, що багато хто помилково приймають як фонтанування. Це при ультразвуковому розпиленні рідин насправді часто називають діелектричним імпендансом спеціальних рідин (гелів тощо). Звукового випромінювання тиску поки що тільки вивчається косметологічними компаніями, оскільки в процесі акустичної коагуляції аерозолів не враховується коефіцієнт корисної дії та впізнання складу рідини [1] . Тиском звукового випромінювання користуються також щодо абсолютного (тобто шумового) значення інтенсивності звуку з допомогою акустичного радиометра [2] . В умовах невагомості іноді може застосовуватися для стабілізації предметів у просторі та перекачування рідин.