Распространение звука в ограниченном пространстве

При своем распространении звуковые волны, доходя до какой-либо преграды, частично отражаются от нее, а частично ее огибают. Последний эффект определяется дифракционной способностью волн и зависит от соот­ношения между размерами преграды и длиной волны. Для звуковых волн в воздухе в диапазоне частот 30— 15000 Гц дифракция может наблюдаться при размерах преград от нескольких сантиметров до нескольких мет­ров. При встрече звуковых волн с преградами больших размеров дифракционный эффект присутствует только на краях преграды. Часть энергии звуковых волн отра­жается, а часть поглощается, соотношение этих частей определяется свойствами материала преграды.

Упав на преграду, волна: частично отражается; частично поглощается; частично проникает через преграду (с точки зрения приема в помещении это то же, что и поглощение).

Эти процессы, изображенные на рис. 10, для плоских волн и преграды могут быть описаны законами геометрической акустики.

Угол падения равен углу отражения.

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению скоростей звука в двух соприкасающихся средах.

Рис.10. Диаграмма, поясняющая процессы отражения и преломления звуковой волны, падающей на преграду

Для учета эффектов поглощения и отражения введены понятия коэффициентов поглощения и отражения звука. Отношение интенсив­ности отраженных звуковых волн I _отр к интенсивности падающих I _пад называется коэффициентом отражения , а отношение поглощенной энергии к па­дающей — коэффициентом поглощения , где I - интенсивность поглощенной энергии. Если нет ди­фракции, то . Заметим, что коэффициенты поглощения и отражения зависят от частоты. Отражен­ные волны интерферируют с падающими волнами и об­разуют стоячие волны с пучностями и узлами.

Отношение энергии прошедшего через поверхность сигнала к энергии падающего называется коэффициентом звукопроводности.

Коэффициента поглощения, отражения и звукопроводности зависят от многих факторов: материала поверхности; конструктивных особенностей (конфигурации) поверхности; частоты сигнала; угла падения волны.