Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
ENERGIAFALI
21
nymprzezcząstkę„poprzednią”.Koncepcjaoporuzawierasięwznaczeniu
łacińskiegosłowaimpeditus.
Innerodzajeimpedancji
Wmechanicerównieżwystępujepojęcieimpedancji,którawiążesiłęzprędkością
ruchuwymuszonego:
F
±
Z
m
|
v
.Codziennedoświadczenieuczy,żeprzytejsamej
sile
F
,imwiększabezwładnośćobiektu,tymmniejszajegoprędkość
v
.Cząstka
akustycznateżposiadamasęizwiązanąztymbezwładność.Impedancjamechanicz-
narośniezewzrostemsprężystościośrodka.Weźmyprzykładsprężynyodużej
sztywności:poprzyłożeniunawetbardzodużejsiły,prędkośćodkształcaniaspręży-
nybędzieniewielka.Powietrze,takjakinnegazy,cieczeiciałastałe,wykazujesprę-
żystośćobjętości.Miarąłączącąobaatrybutycząstkiakustycznej,tj.bezwładność
isprężystość,jestwłaśnieimpedancjafaliZ.Podobnadowzoru(2.2)zależnośćrzą-
dziprzepływemprądu:
U
±
Z
e
|
i
.Ciśnienieakustyczne
p
,wymuszająceruch
cząstkiakustycznej,zastąpionejesttunapięciem
U
,którewymuszaruchelektro-
nówwprzewodniku.Natomiastskutkowi,czyliprędkościdrgańcząstkiakustycznej
(zwanejprędkościąakustyczną)
v
odpowiadanatężenieprąduelektrycznegoi.
Powtórzmy:ciśnienieakustyczne
p
jestsiłąprzyłożonądopowierzchni
jednostkowejściankicząstki;siłą,którawymuszaruchcząstkiakustycznej
zprędkością
v
.Obiewielkości
p
i
v
charakteryzująstancząstki,przy
czym
p
jestzaburzeniemciśnieniapanującymwjejwnętrzu.Przy
p
±
0
(cisza)cząstkaposiadawymiarspoczynkowy,awjejwnętrzuciśnie-
niejesttakiesamojakwotaczającymjąpowietrzu-atmosferze-
p
a
.Istot-
nymdlafaliwymiaremcząstkiakustycznejwkształcieplasterkajestjego
grubość.Wobecnościfali,nadciśnieniu
p
>
0
towarzyszyściśnięcie.Wtedy
cząstkamamniejszągrubość(rys.2.3.a).Podciśnienie
p
<
0
powstajewte-
dy,gdycząstkajestrozciągnięta(rys.2.3.b).Wobuprzypadkachwzrasta
energiapotencjalna(rozciąganielubściskaniesprężyny„kosztuje”tylesa-
mopracy).Podobniejestzprędkościądrgań:zewzględunazależnośćod
v
2
,
energiakinetycznaniezależyodkierunkuruchu,
±
v
(rozdz.5).
(b)
(a)
v
<0
v
>0
p>0,
p<0,
p
p
l
>0
<0
v
<0
v
>0
Rys.2.3.Ciśnienieakustyczne
p
orazgęstośćakustyczna
p
decydująogrubościcząstki
akustycznej
