Звуковая энергия

Хаотическое движение частиц вещества (в том числе и молекул воздуха) называют тепловым. Когда в воздухе распространяется звуковая волна, его частицы приобретают кроме теплового еще и дополнительное движение - колебательное. Энергию для такого движения дает частицам воздуха вибрирующее тело (источник звука); пока оно колеблется, энергия беспрерывно передается от него в окружающий воздух. Чем дальше пройдет звуковая волна, тем слабее она становится, тем меньше в ней энергии. То же самое происходит со звуковой волной и в любой другой упругой среде - в жидкости, в металле.

Когда на пути звука нет препятствий, он распространяется равномерно во все стороны, и в каждый момент слой сжатого воздуха, возникший от одного импульса, образует поверхность шара, в центре которого находится звучащее тело. Радиус такого шара непрерывно растет. Один и тот же поток звуковой энергии приходится на все большую и большую площадь сферической поверхности. Уменьшается интенсивность звука, т. е. отношение потока звуковой энергии к площади поверхности, перпендикулярной направлению звука. На расстоянии звук становится слабее, но давно придуманы устройства, позволяющие слышать голос на далеком расстоянии. Самое простое - рупор. Он создает направленную звуковую волну так, что поток ее энергии концентрируется в одном направлении. Еще Александр Македонский пользовался во время сражений рупором.

Русский ученый Н. А. Умов ввел в науку понятие потока плотности энергии. Понятием потока звуковой энергии пользуются при измерениях интенсивности звука. Интенсивность звука в звуковой волне определяется звуковой энергией, которая проходит в единицу времени через единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению волны. Чем больше поток звуковой энергии, тем больше интенсивность звука. Измеряется поток звуковой энергии в ваттах (Вт), а интенсивность звука - в ваттах на квадратный метр (Вт/м²).

Представьте себе стадион, где одновременно говорят и кричат 100 000 человек. Если превратить энергию этих голосов в энергию электрическую, то ее едва хватит на лампочку маленького электрического фонарика. Мощность одновременного разговора всех людей на земном шаре едва ли больше мощности автомобиля "Москвич". Ведь интенсивность звука громкого человеческого голоса всего лишь 10 мкВт/м². Существуют мощные излучатели ультразвука, интенсивность которых достигает 1 МВт/м².

перейти к началу страницы