Энергия звуковой волны
-
добавочная энергия среды, обусловленная наличием звуковых
волн. Энергия звуковой волны единицы объёма среды наз. плотностью звуковой энергии и равна
где первый член - плотность кинетической энергии ,
а второй - плотность потенциальной энергии
; ρ - плотность среды; β = 1/ρс2 - сжимаемость
среды, с - скорость звука; u - колебательная скорость частиц; р - звуковое
давление.
Для плоской бегущей волны и плотность полной энергии
= ρu2
= βр2. В произвольной волне такое же выражение имеет место
для среднего по времени значения плотности полной звуковой энергии.
Плотность звуковой энергии
в системе единиц СИ измеряется в Дж/м3, в системе СГС - в эрг/см3;
1 эрг/см3 = 10-1 Дж/м3. Для гармонической
плоской бегущей звуковой волны средняя по времени плотность энергии равна =
(λ/2)ρu20 = (λ/2)bp20, где u0
и p0 - амплитуды колебательной скорости и давления.
В стоячей волне в отличие от бегущей средние по времени значения кинетической
и потенциальной энергий не равны друг другу в каждой точке:
где k - волновое число, а координата х отсчитывается от
пучности давления. Значение
достигает максимума в узлах, а - в
пучностях давления. Средняя по времени (или по пространству) плотность полной
звуковой энергии в стоячей волне равна
(1/4)βp20.
При наличии в среде нескольких гармонических волн разных частот плотности
энергии складываются; для волн же одинаковой частоты плотности энергии не
аддитивны; например, при сложении двух одинаковых волн, когда амплитуды во всех
точках среды удваиваются, плотность энергии учетверяется.
Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
и равна
,
а второй - плотность потенциальной энергии 
; ρ - плотность среды; β = 1/ρс2 - сжимаемость
среды, с - скорость звука; u - колебательная скорость частиц; р - звуковое
давление.
и плотность полной энергии
= ρu2
= βр2. В произвольной волне такое же выражение имеет место
для среднего по времени значения плотности полной звуковой энергии.
=
(λ/2)ρu20 = (λ/2)bp20, где u0
и p0 - амплитуды колебательной скорости и давления.
достигает максимума в узлах, а 
- в
пучностях давления. Средняя по времени (или по пространству) плотность полной
звуковой энергии в стоячей волне равна
(1/4)βp20.
