በ"የሁለት ውቅያኖስ ምስጢር" ልብ ወለድ መጽሃፍ እና በተመሳሳይ የጀብዱ ፊልም ጀግኖቹ በአልትራሳውንድ መሳሪያ የማይታሰብ ነገር ሰርተዋል፡ ድንጋይ አወደሙ፣ ትልቅ ዓሣ ነባሪ ገድለዋል፣ የነሱን መርከብ አወደሙ። ጠላቶች ። ሥራው የታተመው በ 30 ዎቹ የ 19 ኛው ክፍለ ዘመን በ 30 ዎቹ ውስጥ ነው ፣ እና ከዚያ በቅርብ ጊዜ ውስጥ ኃይለኛ የአልትራሳውንድ መሳሪያ መኖር እንደሚቻል ይታመን ነበር - ሁሉም ስለ ቴክኖሎጂ መገኘት ነው። ዛሬ ሳይንስ የአልትራሳውንድ ሞገዶች እንደ ጦር መሳሪያ ድንቅ ናቸው ይላል።
ሌላው ነገር አልትራሳውንድ ለሰላማዊ ዓላማ (አልትራሳውንድ ጽዳት፣ ጉድጓዶች መቆፈር፣ የኩላሊት ጠጠር መፍጨት ወዘተ) መጠቀም ነው። በመቀጠል፣ ትልቅ ስፋት እና የድምፅ ጥንካሬ ያላቸው አኮስቲክ ሞገዶች እንዴት እንደሚሆኑ እንረዳለን።
የኃይለኛ ድምፆች ባህሪ
የቀጥታ ያልሆኑ ተፅእኖዎች ጽንሰ-ሀሳብ አለ። እነዚህ ልዩ ተፅእኖዎች በቂ ብቻ ናቸውኃይለኛ ሞገዶች እና እንደ ስፋታቸው ይወሰናል. በፊዚክስ ውስጥ ኃይለኛ ሞገዶችን የሚያጠና ልዩ ክፍል እንኳን አለ - መደበኛ ያልሆነ አኮስቲክ። የመረመረቻቸው ጥቂት ምሳሌዎች ነጎድጓድ፣ የውሃ ውስጥ ፍንዳታዎች፣ የመሬት መንቀጥቀጦች የመሬት መንቀጥቀጥ ናቸው። ሁለት ጥያቄዎች ይነሳሉ::
- መጀመሪያ፡ የድምፅ ሃይል ምንድን ነው?
- ሁለተኛ፡- መስመራዊ ያልሆኑ ተፅዕኖዎች ምንድን ናቸው፣በነሱ ላይ ያልተለመደው ምንድን ነው፣ የት ጥቅም ላይ ይውላሉ?
የአኮስቲክ ሞገድ ምንድነው
የድምፅ ሞገድ በመሃከል የሚለያይ የመጨመቅ-ብርቅዬ ክፍል ነው። በየትኛውም ቦታ ግፊቱ ይለወጣል. ይህ በመጨመቂያው ጥምርታ ለውጥ ምክንያት ነው. በአካባቢው በነበረው የመነሻ ግፊት ላይ የተደራረቡ ለውጦች የድምፅ ግፊት ይባላሉ።
Sonic የኃይል ፍሰት
አንድ ማዕበል መሃከለኛውን አካል የሚበላሽ ሃይል አለው (ድምፅ በከባቢ አየር ውስጥ የሚስፋፋ ከሆነ ይህ የመለጠጥ የአየር ለውጥ ሃይል ነው)። በተጨማሪም ማዕበሉ የሞለኪውሎቹ የኪነቲክ ሃይል አለው። የኃይል ፍሰቱ አቅጣጫ ድምፁ ከሚለዋወጥበት ጋር ይጣጣማል. በአንድ ክፍል ውስጥ በአንድ ክፍል ውስጥ የሚያልፍ የኃይል ፍሰት ጥንካሬን ያሳያል። እና ይህ የሚያመለክተው ከማዕበሉ እንቅስቃሴ ጋር ቀጥተኛ በሆነ መንገድ ነው።
ጠንካራነት
ሁለቱም ጥንካሬ I እና የአኮስቲክ ግፊት p በመገናኛው ባህሪያት ላይ የተመሰረቱ ናቸው። በእነዚህ ጥገኞች ላይ አናተኩርም ፣ የድምፅ ጥንካሬን ቀመር ብቻ እንሰጣለን p, I እና የመሃል ባህሪያት - ጥግግት (ρ) እና በመካከለኛው ውስጥ የድምፅ ፍጥነት (ሐ):
I=p02/2ρc።
እዚህp0 - የአኮስቲክ ግፊት ስፋት።
ጠንካራ እና ደካማ ጫጫታ ምንድን ነው? ኃይል (N) ብዙውን ጊዜ የሚወሰነው በድምፅ ግፊት ደረጃ ነው - ከማዕበሉ ስፋት ጋር የተያያዘ እሴት። የድምፅ ጥንካሬ አሃድ ዲሲቤል (ዲቢ) ነው።
N=20×lg(p/pp)፣ dB.
እዚህ pp የግፊት መጠን በሁኔታዊ ሁኔታ ከ2×10-5 ፓ ጋር እኩል ነው። ግፊት pp ከጥንካሬው ጋር ይዛመዳል Ip=10-12 W/m2 በጣም ደካማ ድምፅ ሲሆን በሰው ጆሮ በአየር ውስጥ በ 1000 Hz ድግግሞሽ ሊታወቅ ይችላል. ድምፁ ጠንከር ያለ ሲሆን የአኮስቲክ ግፊት ደረጃ ከፍ ባለ መጠን።
ድምጽ
የድምፅ ጥንካሬን የሚመለከቱ ርዕሰ ጉዳዮች ከድምፅ ፅንሰ-ሀሳብ ጋር የተቆራኙ ናቸው፣ ያም ማለት በጆሮ ከሚገነዘበው ድግግሞሽ ክልል ጋር የተሳሰሩ ናቸው (ሰንጠረዡን ይመልከቱ)።
እና ፍሪኩዌንሲው ከዚህ ክልል ውጪ ሲገኝስ - በአልትራሳውንድ መስክ? በዚህ ሁኔታ ውስጥ ነው (በ 1 ሜጋኸርትዝ ድግግሞሽ ላይ በአልትራሳውንድ ሙከራዎች ወቅት) ቀላል ያልሆኑትን የላብራቶሪ ሁኔታዎችን ለመመልከት ቀላል የሆነው። ቀጥተኛ ያልሆኑ ተፅእኖዎች የሚስተዋሉባቸው ኃይለኛ የአኮስቲክ ሞገዶችን መጥራት ምክንያታዊ ነው ብለን ደመደምን።
የሌሉ ተፅዕኖዎች
የድምፁ መጠኑ ዝቅተኛ የሆነ ተራ (ሊኒየር) ማዕበል ቅርፁን ሳይለውጥ በመገናኛ ውስጥ እንደሚሰራጭ ይታወቃል። በዚህ ሁኔታ, ሁለቱም ብርቅዬ እና መጭመቂያ ክልሎች በጠፈር ውስጥ በተመሳሳይ ፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ - ይህ በመካከለኛው ውስጥ የድምፅ ፍጥነት ነው. ምንጭ ከሆነማዕበል ያመነጫል፣ ከዚያ መገለጫው በማንኛውም ርቀት ላይ በ sinusoid መልክ ይቀራል።
በኃይለኛ የድምፅ ሞገድ ሥዕሉ የተለየ ነው፡ የመጨመቂያ ቦታዎች (የድምፅ ግፊት አዎንታዊ) ከድምፅ ፍጥነት በላይ በሆነ ፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ፣ እና ብርቅዬ አካባቢዎች - ከድምጽ ፍጥነት ባነሰ ፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ የተሰጠ መካከለኛ. በውጤቱም, መገለጫው በጣም ይለወጣል. የፊት ለፊት ገፅታዎች በጣም ሾጣጣ ይሆናሉ, እና የማዕበሉ ጀርባዎች የበለጠ ለስላሳ ይሆናሉ. እንደዚህ አይነት ጠንካራ የቅርጽ ለውጦች ቀጥተኛ ያልሆኑ ተፅእኖዎች ናቸው. ማዕበሉ በጠነከረ መጠን መጠኑ እየጨመረ በሄደ መጠን መገለጫው በፍጥነት ይጣመማል።
ለረጅም ጊዜ የአኮስቲክ ጨረር በመጠቀም ከፍተኛ የሃይል እፍጋቶችን በረጅም ርቀት ማስተላለፍ ይቻላል ተብሎ ይታሰብ ነበር። አበረታች ምሳሌ አወቃቀሮችን ማፍረስ፣ ቀዳዳዎችን መምታት፣ በጣም ርቀት ላይ መሆን የሚችል ሌዘር ነበር። ብርሃንን በድምፅ መተካት የሚቻል ይመስላል. ነገር ግን፣ የአልትራሳውንድ መሳሪያ ለመፍጠር የማይቻል የሚያደርጉ ችግሮች አሉ።
በማንኛውም ርቀት ወደ ዒላማው ለሚደርሰው የድምፅ መጠን የድንበር ዋጋ እንዳለ ይገለጻል። ርቀቱ የበለጠ, ጥንካሬው ይቀንሳል. እና በመገናኛው ውስጥ በሚያልፉበት ጊዜ የተለመደው የአኮስቲክ ሞገዶች ማዳከም ከዚህ ጋር ምንም ግንኙነት የለውም. ድግግሞሽ እየጨመረ በሄደ መጠን መቀነስ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል። ሆኖም ግን, በሚፈለገው ርቀት ላይ የተለመደው (የመስመራዊ) አቴንሽን ችላ እንዲል ሊመረጥ ይችላል. በውሃ ውስጥ 1 ሜኸዝ ድግግሞሽ ላለው ምልክት ይህ 50 ሜትር ነው፣ ለአልትራሳውንድ በቂ የሆነ ትልቅ ስፋት ያለው 10 ሴ.ሜ ብቻ ሊሆን ይችላል።
በህዋ ላይ የሆነ ቦታ ላይ ማዕበል እንደሚነሳ እናስብ፣ መጠኑድምፁ ያልተለመደው ተፅእኖ በባህሪው ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል ። የመወዛወዝ ስፋት ከምንጩ ርቀት ጋር ይቀንሳል. ይህ በቶሎ ይከሰታል፣የመጀመሪያው ስፋት p0። በጣም ከፍተኛ በሆነ ዋጋ፣ የማዕበሉ የመበስበስ መጠን በመጀመሪያው ምልክት p0 ላይ የተመካ አይደለም። ይህ ሂደት ማዕበሉ መበስበስ እና ቀጥተኛ ያልሆኑ ተፅዕኖዎች እስኪቆሙ ድረስ ይቀጥላል. ከዚያ በኋላ, መስመራዊ ባልሆነ ሁነታ ይለያያል. ተጨማሪ ማዳከም የሚከሰተው በመስመራዊ አኮስቲክ ህጎች መሰረት ነው፣ ማለትም፣ በጣም ደካማ እና በመነሻ ብጥብጥ መጠን ላይ የተመካ አይደለም።
ታዲያ አልትራሳውንድ በብዙ ኢንዱስትሪዎች እንዴት በተሳካ ሁኔታ ጥቅም ላይ ይውላል፡ ተቆፍረዋል፣ ይጸዳሉ፣ ወዘተ. በነዚህ ማጭበርበሮች ከኤሚተር ያለው ርቀት ትንሽ ነው፣ ስለዚህ የመስመር ላይ ያልሆነው አቴንሽን ገና ጉልበት ለማግኘት ጊዜ አላገኘም።
ለምንድነው አስደንጋጭ ሞገዶች በእንቅፋቶች ላይ ጠንካራ ተጽእኖ የሚኖራቸው? ፍንዳታዎች በጣም ርቀው የሚገኙትን ሕንፃዎች ሊያወድሙ እንደሚችሉ ይታወቃል። ነገር ግን የድንጋጤ ሞገድ መስመራዊ አይደለም፣ስለዚህ የመበስበስ መጠኑ ከደካማ ሞገዶች ከፍ ያለ መሆን አለበት።
ዋናው ቁም ነገር ይህ ነው፡ ነጠላ ምልክት እንደ ወቅታዊ ምልክት አይሰራም። ከፍተኛ ዋጋው ከምንጩ ርቀት ጋር ይቀንሳል. የማዕበሉን ስፋት በመጨመር (ለምሳሌ የፍንዳታ ጥንካሬ) በተወሰነ (ትንሽም ቢሆን) ርቀት ላይ እንቅፋት ላይ ትልቅ ጫና ማሳካት እና በዚህም ማጥፋት ይቻላል።
