1.4. ПЛОСКАЯ ВОЛНА

Фронт плоской волны представляет собой плоскость. Согласно определению фронта волны звуковые лучи пересекают его под прямым углом, поэтому в плоской волне они параллельны между ссхбой. Так как поток энергии при этом не расходится, интенсивность звука не должна была бы уменьшаться с удалением от источника звука. Тем не менее она уменьшается из-за молекулярного затухания, вязкости среды, запыленности ее, рассеяния и т. п. потерь. Однако эти потери так малы, что с ними можно не считаться при распространении волны на небольшие расстояния. Поэтому обычно полагают, что интенсивность звука в плоской волне не зависит от расстояния до источника звука.

Поскольку то амплитуды звукового давления и скорости колебаний тоже не зависят от этого расстояния:

Выведем основные уравнения для плоской волны. Уравнение (1.4) имеет вид так как Частное решение волнового уравнения для плоской волны, распространяющейся в положительном направлении, имеет вид где амплитуда звукового давления; со — угловая частота колебаний; волновое число.

Подставляя звуковое давление в уравнение движения (1.1) и интегрируя во времени, получим скорость колебаний где амплитуда скорости колебаний.

Из этих выражений находим удельное акустическое сопротивление (1.6) для плоской волны:

Для нормального атмосферного давления и температуры 20°С акустическое сопротивление Акустическое сопротивление для плоской волны определяется только скоростью звука и плотностью среды и является активным, вследствие чего давление и скорость колебаний находятся в одинаковой фазе, т. е. поэтому интенсивность звука [см. ф-лу (1.10)] где и — действующие значения звукового давления и скорости колебаний. Подставляя в это выражение (1.13), получаем наиболее часто используемое выражение для определения интенсивности звука