Интенсивность звука в идеальной жидкости

- интенсивность звуковой энергии для идеальной жидкости
ρ∙C – акустическое сопротивление жидкости
Интенсивность ℐ (сила звука) пропорциональна квадрату звукового давления Pm и обратно пропорциональна акустическому сопротивлению ρ∙C.

для реальной жидкости
α – коэффициент поглощения звука средой
μ – коэффициент динамической
вязкости
Интенсивность ℐх на расстоянии х от истока
(формула Стокса)
ℐmin – минимальная воспринимаемая интенсивность.
хmax–максимальное расстояние распространения звука

Дальность распространения звука в вязкой жидкости
Формула Стокса
--2∝х
где ℐo - начальное значение интенсивности при непосредственной близости к излучателю.
ℐminx - минимальная интенсивность, которая воспринимается приемником.
α – коэффициент поглощения α = μf2
коэффициент затухания

Направленное излучение звука
b – размер излучателя
dy – элемент излучателя
Каждый элемент излучателя dy в (·)М на расстоянии r = (ro+Δr) создает звуковое давление:

Pm=Pob - это амплитуда звукового давления в
непосредственной близости от источника.
Po – амплитуда звукового давления вблизи
элемента источника.
- фактор направленности

Pmγ=Pm - max

Эта формула позволяет рассчитать значение угла γ01, т.е. определяет ширину звукового конуса, в котором имеется звуковая энергия.
Очевидно, существует несколько полос звука в зависимости от n.

Диаграмма направленности (антенны) — графическое представление зависимости коэффициента усиления антенны или коэффициента направленного действия антенны от направления антенны в заданной плоскости.

Диаграмма направленности антенны в полярной системе координат
Диаграмма направленности антенны в декартовой системе координат

Направленность действия вибратора
Направленное излучение характери-зуется концентрацией энергии ультра-звукового импульса в определенном телесном угле ψ.
Направленность приема ультра-звуковых колебаний проявляется в том, что выходной сигнал приемника зависит от направления на источник
Явление направленности возникает вследствие интерференции звуковых волн и объяснимо с позиций принципа Гюйгенса - Френеля

Результат интерференции зависит от соотношения разности хода лучей Δℓ = ℓ1 - ℓ2 и длины волны λ (Δℓ=dsinα).
Если разность хода лучей равна нулю или на ней укладывается четное число полуволн, то колебания приходят в выбранную точку в фазе и амплитуда результирующих колебаний возрастает.

Если же на разности хода лучей, укладывается нечетное число полуволн, колебания суммируются в противофазе и амплитуда результирующей волны становится минимальной.
При равенстве амплитуд составляющих волн колебания «гасятся»
λ/4
λ/2

Направленность действия вибратора зависит от соотношения между длиной излучаемой волны λ и линейными размерами вибратора d.