1.12. ЗАТУХАНИЕ ВОЛН

В реальных средах звуковые волны затухают вследствие вязкости среды и молекулярного затухания.

На рис. 1.15 приведены зависимости затухания звуковых волн из-за вязкости при распространении их в сухом воздухе (от частоты колебаний и температуры), а на рис. 1.16 — зависимости для молекулярного затухания от частоты, влажности и температуры.

Обе зависимости дают затухание в децибелах на километр.

Полное затухание определяется суммой затухания из-за вязкости и молекулярного Для определения молекулярного затухания по рис. 1.16, проводим прямые: а) от заданной точки на оси температур (см. вертикальную ось внизу на рис. 1.16) по горизонтали влево до пересечения с кривой заданной относительной влажности, далее по вертикали вверх до середины области по горизонтали вправо до пересечения с кривой заданной частоты и затем по вертикали вниз до пересечения с осью абсцисс графика частот

б) от заданной точки на оси температур по горизонтали вправо до пересечения с кривой далее по вертикали вверх до пересечения с осью абсцисс графика

Полученные таким образом на абсциссах точки соединением прямой, в точке пересечения которой со шкалой декрементов отсчитываем искомую величину по масштабу километрического затухания.

Пример. Найти молекулярное затухание для температуры влажности 50%, частоты Из номограммы рис. 1.16 для этих данных находим молекулярное затухание, равное и коэффициент затухания а из рис. 1.15 — значение вязкого затухания, равное Общее затухание составит

Звуковые волны затухают при распространении вдоль поглощающей поверхности. При этом чем больше коэффициент поглощения этой поверхности, тем большее затухание она вносит в распространяющуюся волну. В зависимости от частоты затухание растет с увеличением длины волны (уменьшением частоты). Например, при распространении звуковой волны касательно к поглощающей поверхности (например, публики) происходит значительное затухание звука. Так, на частоте 800 Гц звуковое давление уменьшается по квадратичному закону вместо Гиперболического. Точнее, на этой частоте звуковая волна испытывает дополнительное затухание на при десятикратном изменении расстояния (общее затухание получается равным 41 дБ). На частоте 250 Гц дополнительное затухание составляет а на частоте 6400 Гц — 8 дБ. На рис. 1.17 приведена эта зависимость

Особо следует сказать о законах распространения звука на большие расстояния (свыше 1 км). Оказалось, что кроме «классического» затухания, определяемого по рис. 1.15 и 1.16, учитывающего влияние вязкости среды и молекулярного затухания, более существенную роль играет затухание из-за турбулентности воздуха. Это затухание определяется ветром и в немалой степени потоками воздуха в вертикальном направлении (из-за разности температур земли и воздуха, а также разности давлений по высоте).

По одним данным это затухание определяется экспоненциальной функцией а по другим — специальными экспериментальными кривыми. Сравнение их показало, что экспериментальное затухание почти всегда дает завышенные данные по сравнению с экспоненциальной. На рис. 1.18 приведены средние значения дополнительного (кроме влияния вязкости и молекулярного затухания) затухания, измеренного на расстояниях и усредненное а также дано затухание звука в акустической тени — кривая Дополнительное затухание имеет большой разброс в зависимости от разных неучтённых факторов» На низких частотах дополнительное затухание почти не зависит от расстояния до источника звука» на высоких частотах для расстояний свыше это затухание также почти не зависит от частоты, поэтому на дальних расстояниях высоких частот практически не слышно.

Акустическая тень наблюдается примерно в течение всего времени, причем 3/4 его приходится на день.