Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Чем больше знаешь, тем больше убеждаешься что ни чего не знаешь...

Главная

Библиотека

О клубе
ГАИ "Алтай-Космопоиск"
Путеводитель по Алтаю
Маршруты (походы)
   Туризм

X-files

Наука и технологии

Техника и приборы

Косморитмодинамика

Новости

Фотоальбомы

Видеоальбомы

Карты (треки)

Прогноз погоды

Контакты

Форум

Ссылки, баннеры

 

Наш сайт доступен

на

52 языках

 

 
Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений

 

 

Здесь

может быть ваша реклама.

 

Наука и технологии

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов "Эффективная физика"
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ы  Э  Ю  Я   По связи разделов
Энергия акустической волны
Добавочная энергия среды, обусловленная наличием акустических волн

Анимация

Описание

Вследствие распространения в среде акустических волн каждый элемент объема среды приобретает добавочную энергию, обусловленную колебательным движением частиц. Выражение для энергии акустической волны (ЭВ) единицы объема среды, т.е. плотности ЭВ имеет вид:

 

E=rv2¤2+bp2¤2,

 

где первое слагаемое соответствует плотности кинетической энергии Еcin;

второе - плотности потенциальной энергии Epot;

r - плотность среды;

b = 1/rc2 - сжимаемость среды;

с - скорость звука;

- колебательная скорость частиц;

p - звуковое давление.

 

Для плоской бегущей волны Ecin = Epot и плотность полной энергии E=rv2+bp2. В произвольной волне такое же выражение имеет место для среднего по времени значения плотности полной ЭВ. Для гармонической плоской бегущей волны средняя по времени плотность ЭВ равна:

 

 E=1/2rv02= 1/2bp02 ,

 

где v0 и p0 - амплитуды колебательной скорости и давления.

 

В стоячей волне в отличие от бегущей средние по времени значения кинетической и потенциальной ЭВ не равны друг другу в каждой точке:

 

;

 

,

 

где k - волновое число;

х - координата, отсчитываемая от пучности давления.

 

Значение  достигает максимума в узлах, а  - в пучностях давления. Средняя по времени (или по пространству) плотность полной энергии в стоячей волне равна 1/4bp02.

При наличии в среде нескольких гармонических волн разных частот плотности ЭВ складываются. Для волн одинаковой частоты плотности ЭВ не аддитивны; например, при сложении одинаковых волн, когда амплитуды во всех точках среды удваиваются, плотность энергии учетверяется. 

        Плотность ЭВ в системе единиц СИ измеряется в Дж/м3.

Временные характеристики

Время инициации (log to от -12 до 1);

Время существования (log tc от -10 до 3);

Время деградации (log td от -12 до 1);

Время оптимального проявления (log tk от -1 до 1).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

Источник упругих волн создает в среде звуковое поле, характеризующееся некоторым распределением звукового давления и связанного с ним значения ЭВ. Для измерения звукового давления применяют приемники различного типа, в основном пьезоэлектрические преобразователи. На частотах, близких к гиперзвуковым, используют пьезополупроводниковые и пленочные преобразователи. В жидкостях при больших интенсивностях звука применяют радиометр, на высоких частотах - термические приемники звука. Один из эталонных методов измерения ЭВ основан на эффекте диска Рэлея (см. описание «Диск Рэлея»), позволяющего определять колебательную скорость, по величине которой вычисляется значение звукового давления и ЭВ.

Применение эффекта

ЭВ определяет эффективность таких ультразвуковых технологий как ультразвуковая очистка, ультразвуковое диспергирование, упрочнение, металлизация и пайка (см. описания). При акустической кавитации (см. описание) и связанных с ней эффектов величина ЭВ оказывает решающее воздействие на процесс возникновения кавитации и динамику кавитационных пузырьков

Литература

 1. Ультразвук / Под ред. И.П. Голяминой.- М.: Советская Энциклопедия, 1979.- С.400.

Ключевые слова

  • акустическая волна
  • амплитуда
  • волна
  • бегущая волна
  • гармоническая волна
  • звуковая волна
  • стоячая волна
  • частота
  • энергия волны
  • энергия кинетическая
  • энергия потенциальная
  • плотность энергии волны
  • скорость звука
  • скорость частиц среды колебательная

Разделы естественных наук:

Акустика
Механические колебания и волны

Формализованное описание Показать