458 (9)

Z równania (15.31) wynika, it ciśnienie akustyczne jest ixlwrutn»e proporcjo nalnc do odległości r. Jeśli odległość od źródła dźwięku wiośnie dwukrotnie, to natężenie dźwięku zmaleje czterokrotnie a ciśnienie dwukrotnie. Póziom natężenia i poziom ciśnienia akustycznego obniży się o 6 dB. Powyższe relacje obowiązują jedynie dla dźwięków w tiw. polu swobodnym, gdzie rozchodząca się fala nie napotyka na żadne przeszkody i nie jest tłumiona.

Zasadnicza wielkością charakteryzującą rozchodzenie się fal akustycznych w ośrodkach jest tzw. impcdancja akustyczna, która zdefiniowana jest jako iloraz ciśnienia akustycznego do prędkości cząsteczek:

£ =pc    (15.32)

Jednostką impedancji jest kg/(m²$). Impcdancja akustyczna jest stałą charakterystyczną dla każdego ośrodka i jest miarą oporu, jaki ośrodek stawia rozchodzącej się w nim fali akustycznej. Impcdancję właściwą 2_C ośrodka wyraża wzór

(15.33)

fd/ie - pestoić oiroJka. c - prplu>« dr*ięku.

W związku z tym natężenie dźwięku / w ośrodku o impedancji właściwej Z, można wyrazić następująco:

(15.34)

“C

Natężenie dźwięku zmienia się zatem w zależności od ośrodka, w którym dźwięk jest transmitowany, czyli w zależności od impedancji właściwej ośrodka. W sytuacji, gdy dźw ięk przechodzi przez granicę dwóch ośrodków o różnej impedancji. następuje zmiana natężenia fali. Na przykład przejście dźwięku z powietrza IZ_C = 415 kgAm^:s)l do wody (2\ = 14.4 x I0⁵ kg/(m^:s)) powoduje znaczny spadek natężenia.

Jeśli fala dźwiękowa napotyka granicę dwóch ośrodków o różnej impedancji (Z, i Zj). to część jej energii odbija się od granicy ośrodków, a część wnika do drugiego ośrodka Wartość natężenia dźwięku odbitego zależy od impedancji właściwych obu ośrodków. Im większa jest ta różnica, ty m w iększa część fali dźw iękowej ulega odbiciu. Współczynnik odbicia zdefiniowany jest jako iloraz natężenia fali odbitej do padającej, natomiast współczynnik przenikania T energii akustycznej przez granicę dwóch ośrodków jest równy:

7*= I -/?    (15.35)

pd/K K - •tpófcTjnnik odtei*

Wnikanie energii akustycznej z powietrza do wody związane jest z jej dużymi stratami. Biorąc pod uwagę wartości impedancji powietrza i wody można pokazać, żc współczynnik odbicia na granicy powietrze-woda jest bliski 0.999. a przenikania

458