El desplazamiento de partículas o la amplitud del desplazamiento es una medida de la distancia del movimiento de una partícula de sonido desde su posición de equilibrio en un medio cuando transmite una onda de sonido. [1] La unidad SI de desplazamiento de partículas es el metro (m). En la mayoría de los casos, se trata de una onda de presión longitudinal (como el sonido ), pero también puede ser una onda transversal , como la vibración de una cuerda tensa. En el caso de una onda de sonido que viaja por el aire , elEl desplazamiento de partículas es evidente en las oscilaciones de las moléculas de aire con y contra la dirección en la que viaja la onda sonora. [2]
Medidas de sonido | |
---|---|
Característica | Simbolos |
Presión sonora | p , SPL, L PA |
velocidad de partícula | v , SVL |
Desplazamiento de partículas | δ |
Intensidad de sonido | Yo , sil |
Potencia de sonido | P , SWL, L WA |
Energia de sonido | W |
Densidad de energía sonora | w |
Exposición al sonido | E , SEL |
Impedancia acústica | Z |
Frecuencia de audio | AF |
Pérdida de transmisión | TL |
Una partícula de las experimenta medio de desplazamiento de acuerdo con la velocidad de las partículas de la onda de sonido que viaja a través del medio, mientras que la onda de sonido en sí se mueve a la velocidad del sonido , igual a 343 m / s en aire a 20 ° C .
Definición matemática
El desplazamiento de partículas, denotado δ , está dado por [3]
donde v es la velocidad de la partícula .
Ondas sinusoidales progresivas
El desplazamiento de partículas de una onda sinusoidal progresiva está dado por
dónde
- δ es la amplitud del desplazamiento de partículas;
- es el cambio de fase del desplazamiento de partículas;
- k es el vector de onda angular ;
- ω es la frecuencia angular .
De ello se deduce que la velocidad de las partículas y la presión sonora a lo largo de la dirección de propagación de la onda sonora x están dadas por
dónde
- v es la amplitud de la velocidad de la partícula;
- es el cambio de fase de la velocidad de la partícula;
- p es la amplitud de la presión acústica;
- es el cambio de fase de la presión acústica.
Tomando las transformadas de Laplace de v y p con respecto al tiempo se obtiene
Desde , la amplitud de la impedancia acústica específica viene dada por
En consecuencia, la amplitud del desplazamiento de las partículas está relacionada con las de la velocidad de las partículas y la presión del sonido por
Ver también
Referencias y notas
- ^ Gardner, Julian W .; Varadan, Vijay K .; Awadelkarim, Osama O. (2001). Microsensores, MEMS y dispositivos inteligentes John 2 . págs. 23–322. ISBN 978-0-471-86109-6.
- ^ Arthur Schuster (1904). Introducción a la teoría de la óptica . Londres: Edward Arnold.
Una introducción a la teoría de la óptica por Arthur Schuster.
- ^ John Eargle (enero de 2005). El libro de micrófonos: de mono a estéreo y envolvente: una guía para el diseño y la aplicación de micrófonos . Burlington, Ma: Focal Press. pag. 27. ISBN 978-0-240-51961-6.
Lectura relacionada:
- Madera, Robert Williams (1914). Óptica física . Nueva York: The Macmillan Company.
- Strong, John Donovan y Hayward, Roger (enero de 2004). Conceptos de Óptica Clásica . Publicaciones de Dover. ISBN 978-0-486-43262-5.
- Barron, Randall F. (enero de 2003). Control de ruido industrial y acústica . Nueva York, Nueva York: CRC Press. págs. 79, 82, 83, 87. ISBN 978-0-8247-0701-9.