Акустика

Акустика(грек тіліде άχούω, akustikos — естілетін, тыңдалатын) — физиканың ең төменгі жиіліктен (шартты түрде 0 Гц) ең жоғарғы жиілікке (1011-1013 Гц) дейінгі аралығын қамтитын серпімді тербелістер мен толқындардарды және олардың затпен өзара әсерлесуі мен түрліше қолданылуын зерттейтін саласы.

Акустика — өте ерте заманнан белгілі. Ол алғаш адам құлағы ести алатын дыбыс туралы ілім ретінде дамыды. Ертеде Пифагор (б.з.б. 6 ғ. естілетін дыбыс тонының биіктігі мен перненің не кернейдің (трубаның) арасындағы байланысты тапты. Аристотель (б.з.б. 4 ғ.) дыбыс шығаратын дененің ауаны қысатындығын, оны сирететіндігін, ал жаңғырық дыбыстың кедергіден кері қарай шағылу құбылысы екендігін түсіндіріп берді.

Леонардо да Винчи (15-16 ғ.) дыбыстың шағылуын зерттеді, дыбыс толқындарының таралуы дыбыс көздеріне тәуелсіз болатындығын (тәуелсіздік принципі) тұжырымдады. 17 ғ-дың аяғы мен 18 ғ-дың басында Г. Галилей дыбыс шығаратын денеде тербеліс пайда болатындығын және дыбыстың биіктігі оның жиілігіне, ал қарқыны дыбыс амплитудасына тәуелді екендігін тапты. Ауадағы дыбыс жылдамдыдығын алғаш рет франсуз физигі М. Мерсенн анықтаған.

17 ғ.-дың аяғынан 20 ғ-дың басына дейін Акустика механиканың бір бөлімі ретінде дамыды. Механикалық тербелістердің жалпы теориясы, дыбыс толқындарының (сер-пімді) белгілі бір ортада таралу және пайда болу заңдылықтары, дыбыстың негізгі сипаттамаларын (дыбыс қысымы, импульсі, энергиясы, дыбыстың таралу жылдамдығы, т.б.) өлшеу әдістері Ньютон механикасына, Гуктің серпімділік теориясының негізгі заңына, Гюйгенстің толқындық қозғағалыс приципіне негізделіп жасалды. Сөйтіп дыбыс толқындарының диапазоны кеңейіп, Акустика инфрадыбыс (16 Гц-ке дейін) пен ультрадыбыс (20 кГц-тен жоғары) аймақтарын қамтыды.

Ағылшын ғалымы Т. Юнг пен франсуз ғалымы О. Френель толқын интерференциясы мен диф-ракциясы теориясын, аустриялық ғалым X. Доплер дыбыс көзінің бақылаушымен салыстырғандағы қозғалуы кезіндегі толқын жиілігінің өзгеру заңын тұжырымдады. Күрделі тербеліс процесін қарапайым құраушыларға жіктеу әдісінің (Фурье әдісі) жасалуы дыбыс анализін және гармониялық құраушылардан күрделі дыбыс синтезін алудың негізі болды. А-ның жоғарыда баяндалған даму сатыларын Дж. У. Рэлей (Дж. Стретт) «Дыбыс теория-сы» (І877-78) деген еңбегінде қорытындылап берді.

20 ғ. 20 ж. радиотехника мен радиохабар таратудың дамуына байланысты Акустиканың жаңа даму сатысы басталды. Дыбыс сигналдарын электр-магниттік сигналдарға және керісінше түрлендірудің қажеттігі туды. Тех. сұранысқа байланысты акустиканың қолданылатын жаңа бағыттары — әуедегі ұшақтың дыбыс локациясы, гидролокация және Акустикалық навигация, жарылыстың түрін, орнын және уақытын анықтау, авиацияда, өнеркәсіпте, көлікте болатын шуды азайту мәселелері, т.б. пайда болды. Осы мәселелерді шешу үшін дыбыстың пайда болу және жұтылу механизмін, күрделі жағдайларда дыбыс (мыс., ультрадыбыс) толқындарының таралуын жете зерттеу керек болды. Әсіресе, қарқыны күшті дыбыс толқындарының (мыс., жарылыс толқындары) таралуы туралы мәселеге ерекше көңіл бөлінді. Бұл сызықтық емес Акустиканың дамуына әсер етті.

20 ғ-дың ортасынан бастап ультрадыбысты (УД) зерттеудің маңызы зор болды. Дыбыстың көпатомды газдарда, кейіннен сұйықтарда қатты жұтылатындығы және дисперсиясы анықталған-нан кейін Акустиканың жаңа бағы-ты — зат құрылымын УД-пен зерттеу (молекулалық А.) әдісі пайда болды. Қуатты УД тек зерттеу құралы ғана емес, сондай-ақ затқа әсер ету құралына айналды. Бұл УД-тық технологияның дамуына негіз болды.

60-70 жылдары гипердыбысты (1 ГГц-тен жоғары) зерттеу нәтижесінде Акустикалық электроника және акустикалық оптика салалары, сондай-ақ психофизиологиялық акустика жедел дамыды. Қазіргі акустиканың ауқымы кең және ол ғылымның көптеген салаларымен астасып жатады. Оның статистикалық Акустика, қозғалатын орта Акустикасы, кристалдар Акустикасы. физ. Акустика, атмосф. Акустика, геоакустика, гидроакустика, электрлік Акустика. архит. Акустика, құрылыс Акустикасы. УД техникасы, биолог. Акустика, т.б. сияқты салалары бар.

скачать работу

Отправка СМС бесплатно