Helilaine intensiivsuse määratlus, Apliaski valem, näited

Intensiivsuse määratlus

Sõna intensiivsus tuleb inglise keelest, nimelt intensiivne mis tähendab vaimu, ettevõtlikkust (Echols, 1993). Vahepeal on Hazimi (2005) sõnul intensiivsus ettevõtte jaoks kasutatava energia üksmeel. Nii et intensiivsust saab lihtsalt sõnastada kui pingutust, mille keegi innukalt eesmärgi saavutamiseks teeb. Dewi (2014) järgi jaguneb intensiivsus kolmeks, nimelt kergeks, keskmiseks ja raskeks.

Sel juhul on sõna intensiivsus määratletud kui energiaühik, mis edastatakse ajaühiku, mitte pinnaühiku kohta, ja on teada, et energia ajaühiku kohta on võimsuse määratlus, seega võib intensiivsuse kohta öelda ka võimsust ühiku kohta suur.

Laine intensiivsuse valem

Laine ülekantavat energiat väljendatakse tavaliselt laine intensiivsuses. Helilaine intensiivsus (antud sümbol Mina) tähistab helienergiat sekundis (helivõimsus), mis läbib tasapinda pindalaühiku suhtes risti. Matemaatiliselt võib öelda järgmiselt:

Teave:

• I: heli intensiivsus (W / m²)
• P: Energia aja või võimsuse kohta (W)
• V: Pindala (m²)

Kui heliallikas kiirgub kõikides suundades võrdselt (isotroopne), on kõnealune ala sama suur kui sfääri pindala, nimelt:, siis saame ülaltoodud võrrandit muuta:

Võrrand näitab, et punktis (kohas) kuuldava heli intensiivsus on pöördvõrdeline kauguse ruuduga. See tähendab, et mida tugevam ja kõrgem on heli, seda suurem on selle intensiivsus.

Helilaine intensiivsuse suhe punktis r kaugusel₁ ja r₂ heliallikast on:

Kui ühesuguseid heliallikaid on n, on helilaine kogu intensiivsus iga heliallika intensiivsuse algebraline summa.

---

Heli intensiivsuse taseme valem

Heli intensiivsuse ja helitugevuse seose andis Alexander Graham Bell, määratledes selle helitugevuse tasemena. Heli intensiivsuse tase on heli intensiivsuse ja läve intensiivsuse suhte logaritm. Matemaatiliselt on heli intensiivsuse tase määratletud järgmiselt:

Teave:

• TI: helitugevuse tase (desiBelli lühend dB)
• I: heli intensiivsus (W / m²)
• Io: inimese kuulmisläve intensiivsus (10^-12 W / m²)

Sest n näiteks on identsed heliallikad n sireenid põlevad koos, siis väljendatakse heli intensiivsuse taset järgmiselt:

koos IT₁ on ühe allika helitugevuse tase. Kui kuulete kahes erinevas kauguses punktis, võib heli tugevust punktis 2 väljendada järgmiselt:

Soundwave'i rakendused

Vibratsiooni tekitatud Buyi-laineid rakendatakse tehnoloogias, mis on aidanud inimesi nii tööstuses kui ka meditsiinivaldkonnas. Järgnevalt on toodud mõned näited helilainete, eriti ultraheli heli rakendamisest.

Helilainete rakendused tööstuses

1. Reflektoskoop
   Malmist sisalduvate defektide tuvastamiseks kasutatakse reflektiivoskoopi. Selle tööriista abil kontrollitakse autorehvide velgede defekte. Mõnede keemiliste reaktsioonide kiirendamiseks kasutatakse ka ultrahelilaineid. Tugevaid vibratsioone ultrahelilainetes kasutatakse ka mustuseosakeste ja kangaste vaheliste sidemete purustamiseks ja kleepuva tolmu vibreerimiseks, nii et see vabaneb.
2. Tuvastage metallkonstruktsioonide praod struktur
   Ultraheli skaneerimist kasutatakse metall- või betoonkonstruktsioonide pragude tuvastamiseks. Seda ultraheliskaneerimise tehnikat kasutatakse lennukite osade varjatud pragude kontrollimiseks, mis võivad ohustada lennuki lendu. Ideaalis skaneeritakse rutiinsete kontrollide käigus ultraheliga kõiki õhusõiduki olulisi osi. Kui tekib mõni pragu, saab see kiiresti teada, sellest saab üle enne, kui lennukil lennata lastakse. Suurbritannias tehakse lisaks õhusõidukite ultraheliskaneerimisele ka kontrollimiseks rongifirmasid kas rongiradasid on juba lõhki või mitte ette näha, et ronge ei tule langes.
3. Ultraheli puhastamine
   Mõnda eset, näiteks teemante, ehteid ja masinaosi, on karmi käsna või karmi pesuvahendi abil väga raske puhastada. Ultraheli vibratsioon võib objektilt mustuse tegelikult välja lüüa. Teemandid, elektroonilised komponendid või puhastatavad masinaosad kastetakse vedelasse ja seejärel ultraheli lainetesse vedelikule saadetakse kõrge sagedus, nii et vedelik vibreerib, lööb vedeliku vibratsioon mustuse ilma selleta hõõruda.
4. Autofookusega kaamera
   Kas olete kunagi kasutanud kaamerat, mis suudab fookust automaatselt reguleerida? Sellised kaamerad kasutavad kindlasti SONARi. Ultraheli lained saadetakse kaamera poolt pärast laine peegeldumist pildistatavale objektile kaamera saab teada objekti kaugust nii, et kaamera reguleerib fookuse automaatselt vastavalt objekti kaugusele.
   

Helilainete rakendused meditsiinis

1. Pimedad prillid
   Pimedad prillid on varustatud ultraheli edastavate ja vastuvõtvate seadmetega, mis kasutavad ultraheli saatmist ja vastuvõtmist. Pange tähele järgmisel pildil olevat pimeklaasi kuju.
2. Meditsiiniline pildistamine
   Ultraheli heli kasutatakse meditsiinivaldkonnas pulsi-kaja tehnika abil. See tehnika on peaaegu sama kui kajalood. Kõrgsageduslikud heliimpulsid suunatakse kehale, seejärel peegelduvad need elundite ja muude struktuuride vahelisest piirist või kohtumisest, et nad saaksid kehas vigastusi tuvastada. Seda tehnikat kasutades on näha kasvajaid ja muid ebanormaalseid kasvajaid või vedeliku tükke. Lisaks saab seda kasutada ka südameklappide töö ja loote arengu kontrollimiseks emakas. Teave keha erinevate organite, näiteks lihaste, südame, maksa ja neerude kohta võib olla teada. Ultrahelainete diagnoosimisel kasutatakse sagedust vahemikus 1 kuni 10 MHz, helilainete kiirus inimese koes on umbes 1 540 m / s, seega on lainepikkused järgmised:
   See lainepikkus on väikseima tuvastatava objekti piir. Mida suurem on sagedus, seda rohkem laineid keha neelab ja peegeldused keha sügavamatest osadest kaovad. Meditsiiniline pildistamine ultraheli abil on meditsiinimaailmas oluline edasiminek. See meetod võib asendada muid riskantseid, valusaid ja kulukaid protseduure. Seda meetodit peetakse kahjutuks.
3. Meditsiiniline teraapia ultraheli abil
   Meditsiinis kasutatakse ultraheli laineid diagnoosimisel ja ravimisel. Emaka loote määramiseks võib kasutada diagnoosi, kasutades ultrahelilaineid ultraheli kujul (ultraheliuuring). Ravi hõlmab soovimatute kudede, näiteks neerukivide või kasvajate, hävitamist kehas kõrge intensiivsusega ultraheli lained (koguni 107 W / m2), mis seejärel fokuseeritakse soovimatule koele seda. Lisaks kasutatakse ultraheli heli ka füsioteraapias, nimelt tagades vigastatud lihase lokaalse kuumutamise.

Helilainete Gelombang rakendamise eelised

Ultrahelilainete kasutamine on väga erinev eesmärkidel ja vajadustel, näiteks:

• Mere sügavuse mõõtmiseks.
• Prillides, eriti nägemispuudega inimestele mõeldud prillides (on ultraheli saatjaid ja vastuvõtjaid).
• Meditsiiniseadmetes, näiteks ultraheliuuring.

Kiire heli leviku eelised

Heli kiiruse eelised ja funktsioonid igapäevaelus on järgmised:

• Helilaine levimise kiirusel saavad kalurid kasutada päeva- ja ööaja tundmiseks.
• Öösel on heli selgemini kuuldav kui päeval ja seda seetõttu et öösel tekkiv õhutihedus on tihedam kui päeval päeval.

Resonantsi eelised

Resonantsi eelised igapäevaelus on muusikariistadel järgmised:

• Trumm
• beduk
• Flööt ja nii edasi

Heli peegeldamise eelised

Heli peegeldamise eelised igapäevaelus on järgmised:

• Tuvastage kivimites olevad kihid, mis sisaldavad naftaladestusi.
• Saab määrata ka meresügavuse taset, nimelt laeva seinale, mis on täpselt laeva põhjas, saab paigaldada ostsillaatori või vibratsiooniallika seade ja vibratsiooniallika vahetus läheduses on paigaldatud ka seade, mis suudab vibratsiooni või vibratsiooni vastu võtta hüdrofon.
• Oskab teha geofüüsikalisi uuringuid, näiteks asukoha määramine, tuvastamine ja klassifitseerimine häired, mis esinevad maa peal või millele viidatakse kui võimele informeerida nende struktuure maa.

Samuti saab ultrahelipeegelduse põhimõttel kasutada metallplaatide paksuse taseme reguleerimiseks ja see võib tuvastada ka metallkonstruktsioonides esinevaid pragusid.

Loe ka:

• Heli mõistmine füüsikas
• Lainete ja täielike lainetüüpide mõistmine
• "Kumer peegel" määratlus ja (omadused - eelised)
• "Nõgus peegli" määratlus ja (omadused - eelised - kasutusalad)