სივრცეს, რომელშიც ბგერა ვრცელდება, ხმის ველი ეწოდება. ხმის ველის მახასიათებლები იყოფა წრფივ და ენერგეტიკულად.
ხაზოვანი ხმის ველის მახასიათებლები:
1. ხმის წნევა;
2. საშუალო ნაწილაკების შერევა;
3. საშუალო ნაწილაკების რხევების სიჩქარე;
4. გარემოს აკუსტიკური წინააღმდეგობა;
ხმის ველის ენერგეტიკული მახასიათებლები:
1. ხმის სიძლიერე (ინტენსივობა).
1. ხმის წნევა არის დამატებითი წნევა, რომელიც წარმოიქმნება, როდესაც ხმა გადის გარემოში. ეს არის დამატებითი წნევა გარემოში სტატიკური წნევის მიმართ, მაგალითად, ჰაერის ატმოსფერულ წნევაზე. მითითებულია სიმბოლოთი რდა იზომება ერთეულებში:
P \u003d [N / m 2] \u003d [Pa].
2. გარემოს ნაწილაკების გადაადგილება არის სიდიდე, რომელიც ტოლია გარემოს პირობითი ნაწილაკების წონასწორობის პოზიციიდან გადახრის. მითითებულია სიმბოლოთი ლ, იზომება მეტრებში (სმ, მმ, კმ), L = [მ].
3. საშუალო ნაწილაკების რხევის სიჩქარე არის გარემოს ნაწილაკების გადაადგილების სიჩქარე ბგერითი ტალღის მოქმედებით წონასწორულ მდგომარეობასთან შედარებით. მითითებულია სიმბოლოთი uდა გამოითვლება ოფსეტური კოეფიციენტის სახით ლᲓროზე ტ, რისთვისაც მოხდა ეს ცვლა. გამოითვლება ფორმულის მიხედვით:
საზომი ერთეული [მ/წმ], სისტემურ ერთეულებში სმ/წმ, მმ/წმ, მკმ/წმ.
4. აკუსტიკური წინააღმდეგობა - წინააღმდეგობა, რომელსაც საშუალება უწევს მასში გამავალ აკუსტიკური ტალღას. გაანგარიშების ფორმულა:
საზომი ერთეული: [Pa·s/m].
პრაქტიკაში, სხვა ფორმულა გამოიყენება აკუსტიკური წინაღობის დასადგენად:
Z=p*v. Z- აკუსტიკური წინაღობა,
p არის საშუალო სიმკვრივე, v არის ხმის ტალღის სიჩქარე გარემოში.
მედიცინასა და ფარმაციაში ენერგეტიკული მახასიათებლებიდან მხოლოდ ერთი გამოიყენება - ხმის სიძლიერე ან ინტენსივობა.
ხმის სიძლიერე (ინტენსივობა) არის ბგერის ენერგიის რაოდენობის ტოლი მნიშვნელობა ედროის ერთეულზე გასვლა ტერთეულის ფართობის გავლით ს. მითითებულია სიმბოლოთი მე. გაანგარიშების ფორმულა: I=E/(S t)საზომი ერთეულები: [J/s·m 2]. ვინაიდან ჯოული წამში უდრის 1 ვატს,
მე = [ჯ/წმ მ 2 ] = [ ვ/მ2].
ხმის ფსიქოფიზიკური მახასიათებლები.
ფსიქოფიზიკა არის მეცნიერება ობიექტურ ფიზიკურ გავლენებსა და ამ შემთხვევაში წარმოშობილ სუბიექტურ შეგრძნებებს შორის კავშირის შესახებ.
ფსიქოფიზიკის თვალსაზრისით, ხმა არის შეგრძნება, რომელიც ჩნდება სმენის ანალიზატორში, როდესაც მასზე მოქმედებს მექანიკური ვიბრაციები.
ფსიქოფიზიკური ხმა იყოფა:
ტონები მარტივია;
ტონები რთულია;
მარტივი ტონიარის გარკვეული სიხშირის სინუსოიდური ჰარმონიული მექანიკური რხევის შესაბამისი ბგერა. მარტივი ბგერის გრაფიკი არის სინუსოიდი (იხ. 3. ტალღის ფორმა).
რთული ტონი- ეს არის ბგერა, რომელიც შედგება მარტივი ბგერების განსხვავებული (მრავალჯერადი) რაოდენობისგან. რთული ბგერის გრაფიკი არის პერიოდული არასინუსოიდული მრუდი (იხ. 3. ტალღის ფორმა).
ხმაური -ეს არის რთული ბგერა, რომელიც შედგება მარტივი და რთული ბგერების დიდი რაოდენობით, რომელთა რაოდენობა და ინტენსივობა მუდმივად იცვლება. დაბალი ინტენსივობის ხმები (წვიმის ხმაური) ამშვიდებს ნერვულ სისტემას, მაღალი ინტენსივობის ხმები (მძლავრი ელექტროძრავის მუშაობა, ურბანული ტრანსპორტის მუშაობა) ღლის ნერვულ სისტემას. ხმაურის კონტროლი სამედიცინო აკუსტიკის ერთ-ერთი ამოცანაა.
ხმის ფსიქოფიზიკური მახასიათებლები:
მოედანი
ხმის მოცულობა
ხმის ტემბრი
მოედანიარის ხმოვანი ბგერის სიხშირის სუბიექტური საზომი. რაც უფრო მაღალია სიხშირე, მით უფრო მაღალია სიმაღლე.
ხმის მოცულობა -ეს არის მახასიათებელი, რომელიც დამოკიდებულია ხმის სიხშირეზე და სიძლიერეზე. თუ ხმის სიძლიერე არ იცვლება, მაშინ სიხშირის ზრდით 16-დან - 1000 ჰც-მდე, მოცულობა იზრდება. 1000-დან 3000 ჰც-მდე სიხშირეზე ის რჩება მუდმივი, სიხშირის შემდგომი მატებასთან ერთად ხმა მცირდება და 16000 ჰც-ზე ზევით სიხშირეზე ხმა გაუგონარი ხდება.
ხმამაღალი (ხმამაღლობის დონე) იზომება ერთეულის გამოყენებით, სახელწოდებით "ფონი". ფონზე სიძლიერე განისაზღვრება სპეციალური ცხრილებისა და გრაფიკების გამოყენებით, რომლებსაც „იზოაკუსტიკური მრუდები“ ეწოდება.
ხმის ტემბრი- ეს არის აღქმული ბგერის ყველაზე რთული ფსიქოფიზიკური მახასიათებელი. ტემბრი დამოკიდებულია რთულ ბგერაში შემავალი მარტივი ტონების რაოდენობასა და ინტენსივობაზე. უბრალო ტონს არ აქვს ტემბრი. არ არსებობს ბგერის ტემბრის საზომი ერთეული.
ხმის საზომი ლოგარითმული ერთეულები.
ექსპერიმენტებში დადგინდა, რომ ხმის სიძლიერისა და სიხშირის დიდი ცვლილებები შეესაბამება ხმამაღლა და სიმაღლეში უმნიშვნელო ცვლილებებს. მათემატიკურად, ეს შეესაბამება იმ ფაქტს, რომ სიმაღლისა და ხმაურის შეგრძნების ზრდა ხდება ლოგარითმული კანონების მიხედვით. ამასთან დაკავშირებით, ლოგარითმული ერთეულების გამოყენება დაიწყო ხმის გაზომვისთვის. ყველაზე გავრცელებული ერთეულებია "ბელი" და "დეციბელი".
ბელი არის ლოგარითმული ერთეული, რომელიც უდრის ორი ერთგვაროვანი სიდიდის თანაფარდობის ათობითი ლოგარითმს. თუ ეს სიდიდეები არის ორი განსხვავებული ხმის სიძლიერე I 2 და I 1, მაშინ ზარების რაოდენობა შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით:
N B \u003d lg (I 2 / I 1)
თუ I 2-ის და I 1-ის თანაფარდობა არის 10, მაშინ N B \u003d 1 თეთრი, თუ ეს თანაფარდობა არის 100, მაშინ 2 თეთრი, 1000 - 3 თეთრი. სხვა კოეფიციენტებისთვის, ზოლების რაოდენობა შეიძლება გამოითვალოს ლოგარითმების ცხრილებიდან ან მიკროკალკულატორის გამოყენებით.
დეციბელი არის ლოგარითმული ერთეული, რომელიც უდრის ბელას მეათედს.
მოხსენიებულია როგორც dB. გამოითვლება ფორმულით: N dB \u003d 10 lg (I 2 / I 1).
დეციბელი უფრო მოსახერხებელი ერთეულია პრაქტიკისთვის და ამიტომ უფრო ხშირად გამოიყენება გამოთვლებში.
ოქტავა არის სამედიცინო აკუსტიკის ლოგარითმული ერთეული, რომელიც გამოიყენება სიხშირის ინტერვალების დასახასიათებლად.
ოქტავა არის სიხშირეების ინტერვალი (ზოლი), რომელშიც უფრო მაღალი სიხშირის შეფარდება ქვედა სიხშირის ტოლია ორი.
რაოდენობრივად, სიხშირის ინტერვალი ოქტავებში უდრის ორი სიხშირის თანაფარდობის ორობით ლოგარითმს:
N OCT =log 2 (f 2 /f 1). აქ N არის ოქტავების რაოდენობა სიხშირის დიაპაზონში;
f 2, f 1 - სიხშირის ინტერვალის საზღვრები (უკიდურესი სიხშირეები).
ერთი ოქტავა მიიღება, როდესაც სიხშირის თანაფარდობა ორია: f 2 /f 1 =2.
სამედიცინო აკუსტიკაში გამოიყენება სტანდარტული ოქტავის სიხშირის საზღვრები.
ყოველი ინტერვალის ფარგლებში მოცემულია საშუალო მომრგვალებული ოქტავის სიხშირეები.
სიხშირის საზღვრები 18 - 45 ჰც შეესაბამება საშუალო ოქტავის სიხშირეს - 31,5 ჰც;
სიხშირის საზღვრები 45-90 ჰც შეესაბამება საშუალო ოქტავის სიხშირეს 63 ჰც;
საზღვრები 90-180 ჰც - 125 ჰც.
სმენის სიმახვილის გაზომვისას საშუალო ოქტავის სიხშირეების თანმიმდევრობა იქნება სიხშირეები: 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 ჰც.
ბელას გარდა, დეციბელი და ოქტავა ინ აკუსტიკაგამოიყენება ლოგარითმული ერთეული "ათწლეული". სიხშირის ინტერვალი ათწლეულებში უდრის ორი უკიდურესი სიხშირის თანაფარდობის ათობითი ლოგარითმს:
N დეკ \u003d ჟურნალი (f 2 / f 1).
აქ N dec - ათწლეულების რაოდენობა სიხშირის ინტერვალში;
f 2, f 1 - სიხშირის ინტერვალის საზღვრები.
ერთი ათწლეული მიიღება, როდესაც ინტერვალის უკიდურესი სიხშირეების თანაფარდობა უდრის ათს: f 2 / f 1 = 10.
მასშტაბის თვალსაზრისით, ათწლეული უდრის ბელას, მაგრამ გამოიყენება მხოლოდ აკუსტიკაში და მხოლოდ სიხშირეების თანაფარდობის დასახასიათებლად.
ხმის ადამიანის აღქმის პირობები.
სითხეებსა და აირებში ხმის ველის ხაზოვანი მახასიათებლები მოიცავს ხმის წნევას, საშუალო ნაწილაკების გადაადგილებას, რხევების სიჩქარეს და საშუალო აკუსტიკური წინააღმდეგობას.
ხმის წნევა აირებსა და სითხეებში არის სხვაობა მყისიერი წნევის მნიშვნელობას შორის საშუალო ისეთ წერტილში, როდესაც მასში ხმის ტალღა გადის და სტატიკურ წნევას იმავე წერტილში, ე.ი.
ბგერის წნევა ნიშან-ცვლადი სიდიდეა: გარემოს ნაწილაკების გასქელების (კონსოლიდაციის) მომენტებში ის დადებითია, გარემოს შემცირების (გაფართოების) მომენტებში უარყოფითია. ეს მნიშვნელობა ფასდება ამპლიტუდის ან ეფექტური მნიშვნელობის მიხედვით. სინუსოიდური რხევებისთვის ეფექტური მნიშვნელობა არის ამპლიტუდის მნიშვნელობა.
ხმის წნევა არის ძალა, რომელიც მოქმედებს ერთეულ ზედაპირზე: სისტემაში ის იზომება ნიუტონებში კვადრატულ მეტრზე.ამ ერთეულს პასკალი ეწოდება და აღინიშნება Pa-ით. ერთეულების აბსოლუტურ სისტემაში ხმის წნევა იზომება დინებით კვადრატულ სანტიმეტრზე: ადრე ამ ერთეულს ბარს ეძახდნენ. მაგრამ ვინაიდან ატმოსფერული წნევის ერთეულს, ტოლი , ასევე ეწოდა ბარი, მაშინ სტანდარტიზაციის დროს სახელი "ბარი" დარჩა ატმოსფერული წნევის ერთეულის უკან. საკომუნიკაციო სისტემებში, მაუწყებლობაში და მსგავს სისტემებში, ისინი უმკლავდებიან ხმის წნევას, რომელიც არ აღემატება 100 Pa-ს, ანუ ატმოსფერულ წნევაზე 1000-ჯერ ნაკლებს.
გადაადგილება არის საშუალო ნაწილაკების გადახრა მისი სტატიკური პოზიციიდან გამვლელი ბგერის ტალღის მოქმედებით. თუ გადახრა ხდება ტალღის მიმართულებით, მაშინ გადაადგილებას ენიჭება დადებითი ნიშანი, ხოლო საპირისპირო მიმართულებით - უარყოფითი ნიშანი. გადაადგილება იზომება მეტრებში (სისტემაში ან სანტიმეტრებში (ერთეულების აბსოლუტურ სისტემაში).
რხევების სიჩქარეს უწოდებენ გარემოს ნაწილაკების მოძრაობის სიჩქარეს გამვლელი ბგერითი ტალღის მოქმედებით: სად არის საშუალო ნაწილაკების გადაადგილება; დრო.
როდესაც საშუალო ნაწილაკი მოძრაობს ტალღის გავრცელების მიმართულებით, რხევის სიჩქარე ითვლება დადებითად, ხოლო საპირისპირო მიმართულებით - უარყოფითი. გაითვალისწინეთ, რომ ეს სიჩქარე არ უნდა აგვერიოს ტალღის სიჩქარესთან, რომელიც მუდმივია მოცემული გარემოსთვის და ტალღის გავრცელების პირობებისთვის.
ვიბრაციის სიჩქარე იზომება მეტრებში წამში ან სანტიმეტრებში წამში.
სპეციფიკური აკუსტიკური წინაღობა არის ხმის წნევის თანაფარდობა ვიბრაციის სიჩქარესთან, ეს ეხება წრფივ პირობებში, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ხმის წნევა გაცილებით ნაკლებია ვიდრე სტატიკური. სპეციფიკური აკუსტიკური წინააღმდეგობა განისაზღვრება მასალის საშუალო თვისებებით და ტალღის გავრცელების პირობებით (იხილეთ § ცხრილები 1.1 და 1.2, მოცემულია სპეციფიკური წინააღმდეგობის მნიშვნელობები რიგი მედიისა და პირობებისთვის, ხოლო ნახ. 1.1 მოცემულია წინაღობის დამოკიდებულება ზღვის დონიდან სიმაღლეზე. ზოგადად, სპეციფიკური აკუსტიკური წინააღმდეგობა არის რთული სიდიდე, სადაც არის სპეციფიკური აკუსტიკური წინააღმდეგობის აქტიური და რეაქტიული კომპონენტები (ზედსართავი სახელწოდება "სპეციფიკური" ხშირად გამოტოვებულია მოკლედ. ) სპეციფიკური აკუსტიკური წინააღმდეგობის ერთეული სისტემაში და აბსოლუტურ სისტემაში.
ხმის * ველი გაგებულია, რომ ნიშნავს სივრცის შეზღუდულ რეგიონს, რომელშიც ვრცელდება ჰიდროაკუსტიკური შეტყობინება. ხმის ველი შეიძლება არსებობდეს ნებისმიერ ელასტიურ გარემოში და წარმოადგენს მისი ნაწილაკების ვიბრაციას, რომელიც გამოწვეულია გარე შემაშფოთებელი ფაქტორების ზემოქმედებით. ამ პროცესის გამორჩეული თვისება გარემოს ნაწილაკების ნებისმიერი სხვა მოწესრიგებული მოძრაობისგან არის ის, რომ მცირე აშლილობებით, ტალღების გავრცელება არ არის დაკავშირებული თავად ნივთიერების გადაცემასთან. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თითოეული ნაწილაკი ირხევა იმ პოზიციის მიმართ, რომელიც მას ეკავა აშლილობის ზემოქმედებამდე.
იდეალური ელასტიური გარემო, რომელშიც ხმის ველი ვრცელდება, შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც მისი აბსოლუტურად ხისტი ელემენტების ერთობლიობა, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ელასტიური ბმებით (ნახ. 1.1). ამ გარემოს რხევადი ნაწილაკების ამჟამინდელი მდგომარეობა ხასიათდება მისი ოფსეტური Uწონასწორობის პოზიციასთან დაკავშირებით, ვიბრაციის სიჩქარე vდა სიხშირერყევები. ვიბრაციის სიჩქარე განისაზღვრება ნაწილაკების გადაადგილების პირველი წარმოებულით და განსახილველი პროცესის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია. როგორც წესი, ორივე პარამეტრი დროის ჰარმონიული ფუნქციაა.
ნაწილაკი 1
(ნახ. 1.1), გადატანილი ოდენობით Uწონასწორული პოზიციიდან, ელასტიური ბმების მეშვეობით, ის გავლენას ახდენს მის გარშემო მყოფ ნაწილაკებზე, რის შედეგადაც ისინი მოძრაობენ. შედეგად, გარედან შემოტანილი არეულობა იწყებს გავრცელებას განსახილველ გარემოში. თუ შეიცვლება ნაწილაკების გადაადგილების კანონი 1
განისაზღვრება თანასწორობით 
სადაც U მარის ნაწილაკების რხევის ამპლიტუდა და ვ- რხევების სიხშირე, შემდეგ სხვათა მოძრაობის კანონი მე- ნაწილაკები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც:
სადაც U mi- რხევის ამპლიტუდა მე- ოჰ ნაწილაკები, y მეარის ამ რხევების ფაზური ცვლა. როგორც დაშორება გარემოს აგზნების წყაროდან (ნაწილაკები 1 ) რხევის ამპლიტუდების მნიშვნელობები U miენერგიის გაფრქვევის გამო შემცირდება და ფაზური ცვლა y მეაგზნების გავრცელების შეზღუდული სიჩქარის გამო – გაზრდის. ამრიგად, ქვეშ ხმის ველიასევე შეიძლება გავიგოთ გარემოს რხევადი ნაწილაკების მთლიანობა.
თუ ხმოვან ველში ვირჩევთ ნაწილაკებს, რომლებსაც აქვთ რხევის ერთი და იგივე ფაზა, მივიღებთ მრუდს ან ზედაპირს, რომელსაც ე.წ. ტალღის ფრონტი. ტალღის ფრონტი მუდმივად შორდება არეულობის წყაროს გარკვეული სიჩქარით, რომელსაც ე.წ ტალღის ფრონტის გავრცელების სიჩქარე, ტალღის გავრცელების სიჩქარეან უბრალოდ ბგერის სიჩქარეამ გარემოში. მითითებული სიჩქარის ვექტორი პერპენდიკულარულია ტალღის ფრონტის ზედაპირზე განხილულ წერტილში და განსაზღვრავს მიმართულებას ხმის სხივირომლის გასწვრივ ტალღა ვრცელდება. ეს სიჩქარე არსებითად დამოკიდებულია საშუალების თვისებებზე და მის ამჟამინდელ მდგომარეობაზე. ზღვაში ბგერითი ტალღის გავრცელების შემთხვევაში ხმის სიჩქარე დამოკიდებულია წყლის ტემპერატურაზე, მის სიმკვრივეზე, მარილიანობაზე და სხვა რიგ ფაქტორებზე. ასე რომ, ტემპერატურის 1 0 C-ით მატებასთან ერთად, ხმის სიჩქარე იზრდება დაახლოებით 3,6 მ/წმ-ით, ხოლო სიღრმის 10 მ-ით მატებასთან ერთად, იზრდება დაახლოებით 0,2 მ/წმ-ით. საშუალოდ, საზღვაო პირობებში, ხმის სიჩქარე შეიძლება განსხვავდებოდეს 1440 - 1585 მ/წმ შორის. თუ ოთხშაბათს ანისოტროპული, ე.ი. განსხვავებული თვისებების მქონე სხვადასხვა მიმართულებით არეულობის ცენტრიდან, მაშინ ხმის ტალღის გავრცელების სიჩქარეც განსხვავებული იქნება, რაც დამოკიდებულია ამ თვისებებზე.
ზოგადად, ბგერის ტალღის გავრცელების სიჩქარე სითხეში ან აირში განისაზღვრება შემდეგი გამონათქვამით:
(1.2)
სადაც რომარის საშუალო მოცულობის ელასტიურობის მოდული, r0არის აუღელვებელი გარემოს სიმკვრივე, მისი სტატიკური სიმკვრივე. მოცულობითი ელასტიურობის მოდული რიცხობრივად უდრის სტრესს, რომელიც ხდება გარემოში მისი ერთეული ფარდობითი დეფორმაციის დროს.
ელასტიური ტალღა ე.წ გრძივი, თუ განხილული ნაწილაკების რხევები ხდება ტალღის გავრცელების მიმართულებით. ტალღა ე.წ განივი,თუ ნაწილაკები მერყეობენ ტალღის გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულარულ სიბრტყეში.
განივი ტალღები შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ისეთ გარემოში, რომელსაც აქვს ფორმის ელასტიურობა, ე.ი. შეუძლია გაუძლოს ათვლის დეფორმაციას. ეს თვისება მხოლოდ მყარ სხეულებს აქვთ. გრძივი ტალღები დაკავშირებულია გარემოს მოცულობით დეფორმაციასთან, ამიტომ მათ შეუძლიათ გავრცელება როგორც მყარ სხეულებში, ასევე თხევად და აირისებრ გარემოში. ამ წესის გამონაკლისია ზედაპირულიტალღები, რომლებიც წარმოიქმნება სითხის თავისუფალ ზედაპირზე ან სხვადასხვა ფიზიკური მახასიათებლის მქონე არასარევი მედიის ინტერფეისებზე. ამ შემთხვევაში, სითხის ნაწილაკები ერთდროულად ასრულებენ გრძივი და განივი ვიბრაციები, აღწერენ ელიფსურ ან უფრო რთულ ტრაექტორიებს. ზედაპირული ტალღების განსაკუთრებული თვისებები აიხსნება იმით, რომ გრავიტაცია და ზედაპირული დაძაბულობა გადამწყვეტ როლს თამაშობს მათ ფორმირებასა და გავრცელებაში.
დარღვეულ გარემოში რხევების პროცესში წარმოიქმნება გაზრდილი და შემცირებული წნევის და სიმკვრივის ზონები წონასწორობის მდგომარეობასთან მიმართებაში. წნევა 
სად არის მისი მყისიერი მნიშვნელობა ხმის ველში და არის გარემოს სტატიკური წნევა აგზნების არარსებობის შემთხვევაში, ე.წ. ხმადა რიცხობრივად ტოლია იმ ძალისა, რომლითაც ტალღა მოქმედებს მისი გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულურად დაყენებულ ერთეულ ფართობზე. ხმის წნევა გარემოს მდგომარეობის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია.
საშუალო სიმკვრივის ცვლილების შესაფასებლად გამოიყენება ფარდობითი მნიშვნელობა, ე.წ გ ბეჭედი, რომელიც განისაზღვრება შემდეგი თანასწორობით:
(1.3)
სადაც r 1 -ჩვენთვის საინტერესო წერტილში საშუალო სიმკვრივის მყისიერი მნიშვნელობა და r 0 -მისი სტატიკური სიმკვრივე.
ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი პარამეტრი შეიძლება განისაზღვროს, თუ ცნობილია ზოგიერთი სკალარული ფუნქცია, ე.წ ვიბრაციის სიჩქარის პოტენციალი j.ჰელმჰოლცის თეორემის შესაბამისად, ეს პოტენციალი სრულად ახასიათებს აკუსტიკურ ტალღებს თხევად და აირისებრ გარემოში და დაკავშირებულია ვიბრაციის სიჩქარესთან. ვშემდეგი თანასწორობა:
. (1.4)
გრძივი ხმის ტალღა ეწოდება ბინათუ მისი პოტენციალი ჯდა ბგერის ველის დამახასიათებელი სხვა დაკავშირებული სიდიდეები დამოკიდებულია მხოლოდ დროზე და მათ ერთ-ერთ დეკარტის კოორდინატზე, მაგალითად, X(ნახ.1.2). თუ აღნიშნული რაოდენობა დამოკიდებულია მხოლოდ დროზე და მანძილზე რრაღაც მომენტიდან შესახებსივრცე ე.წ ტალღის ცენტრი,გრძივი ხმის ტალღა ეწოდება სფერული. პირველ შემთხვევაში, ტალღის ფრონტი იქნება ხაზი ან თვითმფრინავი, მეორეში, რკალი ან სფერული ზედაპირის მონაკვეთი.
ელასტიურ მედიაში, ხმის ველებში პროცესების განხილვისას, შეიძლება გამოიყენოთ სუპერპოზიციის პრინციპი. ასე რომ, თუ ტალღების სისტემა ვრცელდება პოტენციალებით განსაზღვრულ გარემოში j 1 …j n, მაშინ მიღებული ტალღის პოტენციალი ტოლი იქნება მითითებული პოტენციალების ჯამის:
(1.5)
თუმცა მძლავრი ბგერითი ველების პროცესების განხილვისას მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული არაწრფივი ეფექტების გამოვლინების შესაძლებლობა, რამაც შეიძლება დაუშვებელი გახადოს სუპერპოზიციის პრინციპის გამოყენება. გარდა ამისა, გარემოს დარღვევის მაღალ დონეზე, საშუალების ელასტიური თვისებები შეიძლება რადიკალურად დაირღვეს. ამრიგად, თხევად გარემოში შესაძლოა გაჩნდეს ჰაერით სავსე უფსკრული, შეიცვალოს მისი ქიმიური სტრუქტურა და ა.შ. ადრე წარმოდგენილ მოდელზე (ნახ. 1.1.) ეს უდრის ელასტიური ბმების გაწყვეტას საშუალო ნაწილაკებს შორის. ამ შემთხვევაში რხევების შექმნაზე დახარჯული ენერგია პრაქტიკულად არ გადავა სხვა ფენებზე, რაც შეუძლებელს გახდის ამა თუ იმ პრაქტიკული პრობლემის გადაჭრას. აღწერილ ფენომენს ე.წ კავიტაცია.
ენერგეტიკული თვალსაზრისით შეიძლება დახასიათდეს ხმის ველი ხმის ენერგიის ნაკადიან ხმის სიმძლავრე P, რომლებიც განისაზღვრება ხმის ენერგიის რაოდენობით ვგადის მოცემულ ზედაპირზე დროის ერთეულზე:
(1.6)
ხმის სიმძლავრე ფართობთან შედარებით სგანიხილება ზედაპირი, განსაზღვრავს ინტენსივობაბგერითი ტალღა:
(1.7) ბოლო გამონათქვამში, ვარაუდობენ, რომ ენერგია ერთნაირად ნაწილდება ადგილზე ს.
ხშირად ხმის გარემოს დასახასიათებლად გამოიყენება კონცეფცია ხმის ენერგიის სიმკვრივე, რომელიც განისაზღვრება, როგორც ხმის ენერგიის რაოდენობა ელასტიური საშუალების მოცულობის ერთეულზე.
ჩვენ ვიკვლევთ კავშირს ხმის ველის ცალკეულ პარამეტრებს შორის.
1.3 საშუალო უწყვეტობის განტოლება
საშუალო უწყვეტობის განტოლება აკავშირებს სიჩქარის პოტენციალს და მის დატკეპნას. თუ გარემოში არ არის უწყვეტობა, ხდება მასის კონსერვაციის კანონი, რომელიც შეიძლება დაიწეროს შემდეგი ფორმით:
სადაც W 1და r1არის სითხის მოცულობა და სიმკვრივე ხმის ველში და W0და r0იგივე პარამეტრებია დარღვევის არარსებობის შემთხვევაში. ეს კანონი ამბობს, რომ უწყვეტ ხაზოვან გარემოში მოცულობის ცვლილება იწვევს გარემოს სიმკვრივის ისეთ ცვლილებას, რომ მათი პროდუქტი, განხილული მოცულობის მასის შესაბამისი, ყოველთვის რჩება მუდმივი.
იმისათვის, რომ გავითვალისწინოთ გარემოს დატკეპნა, ჩვენ გამოვაკლებთ ტოლობის მარცხენა და მარჯვენა მხარეს (1.8) ნამრავლს. W 0 r 1. შედეგად გვექნება:
(1.9)
აქ მიღებულია რომ 
ეს ვარაუდი შესაძლებელია იმის გამო, რომ ულტრაბგერითი სიხშირის დიაპაზონში სითხის მოცულობისა და სიმკვრივის ცვალებადობა უმნიშვნელოა მათი აბსოლუტური მნიშვნელობის მიმართ და რაოდენობის (1.9) თანასწორობის მნიშვნელში ჩანაცვლება. r1ზე r0პრაქტიკულად არ მოქმედებს ანალიზის შედეგზე.
დაე იყოს ρ 1\u003d 1.02 გ / სმ 3 და ρ 0
= 1,0 გ/სმ3. მერე
ა 
. მიღებული ვარაუდების შედარებითი შეცდომაა 
.
მოდით გამოვხატოთ გარემოს ფარდობითი მოცულობითი დეფორმაცია, რომელიც წარმოდგენილია ტოლობის მარცხენა მხარით (1.9), სითხის ნაწილაკების ნაწილობრივი გადაადგილების თვალსაზრისით და გავითვალისწინოთ, რომ ამ განტოლების მარჯვენა მხარე განსაზღვრავს საშუალების დატკეპნას. მაშინ გვექნება:
(1.10)
სადაც U x, U yდა უზ- საშუალო ნაწილაკების გადაადგილება ორთოგონალური კოორდინატთა სისტემის შესაბამისი ღერძების გასწვრივ.
განვასხვავოთ ბოლო თანასწორობა დროის მიხედვით:
Აქ v x, v yდა vzარის ვიბრაციის სიჩქარის კომპონენტები იმავე ღერძების გასწვრივ. Იმის გათვალისწინებით, რომ
(1.12)
(1.13) სადაც Ñ არის ჰამილტონის ოპერატორი, რომელიც განსაზღვრავს სივრცით დიფერენციაციას:
(1.14)
| Მნიშვნელოვანი! |
რხევითი მოძრაობის განტოლება
რხევითი მოძრაობის განტოლება აკავშირებს სიჩქარის პოტენციალს და ხმის წნევას. ამ განტოლების გამოსატანად გამოვყოფთ ხმის ველში ელემენტარულ მოცულობას, რომელიც ირხევა ღერძის გასწვრივ. ოჰ(ნახ. 1.3.) ნიუტონის კანონის მიხედვით შეგვიძლია დავწეროთ:
(1.15)
სადაც F-ძალა, რომელიც მოქმედებს არჩეულ მოცულობაზე ღერძის მიმართულებით ოჰ,
მარის მოცემული მოცულობის მასა, ჯ- მოცულობის მოძრაობის აჩქარება იმავე ღერძის გასწვრივ . თუ აღვნიშნავთ არჩეული მოცულობის სახეებზე მოქმედ ზეწოლებს, მეშვეობით გვ 1და გვ 2და მიიღეთ ეს >, შემდეგ ძალა ფშეიძლება განისაზღვროს შემდეგი განტოლებით:
(1.16)
სადაც 
გამოხატვის (1.16) ჩანაცვლება ტოლობით (1.15) და იმის გათვალისწინებით, რომ 
და აჩქარება 
და ასევე უსასრულო სიდიდეებზე ზღვრამდე გადასვლისას ვპოულობთ:
(1.17)
იმის გათვალისწინებით, რომ 
და 
საბოლოოდ მივიღებთ:
. (1.18)
ბოლო განტოლება არ შეიცავს კოორდინატებს და, შესაბამისად, მოქმედებს ნებისმიერი ფორმის ტალღისთვის.
საშუალო მდგომარეობის განტოლება
საშუალო მდგომარეობის განტოლება, რომელიც გამოიყენება ულტრაბგერითი ველზე, რომელშიც ყველა პროცესი მიმდინარეობს პრაქტიკულად ტემპერატურის ცვლილების გარეშე, გამოხატავს ურთიერთობას საშუალო წნევასა და სიმკვრივეს შორის. იდეალურ სითხეში, რომელშიც არ არის ბლანტი ხახუნის ძალები, ხმის წნევა რსაშუალო სიხისტის პროპორციულია რომდა მისი ბეჭედი გ: 
თუმცა, თუ გარემო რეალურია, მაშინ მასში არის ბლანტი ხახუნის ძალები, რომელთა სიდიდე პროპორციულია საშუალების სიბლანტისა და გარემოს მდგომარეობის ცვლილების სიჩქარის, კერძოდ, მისი ცვლილების სიჩქარის. შეკუმშვა. ამრიგად, გამოხატულება, რომელიც განსაზღვრავს წნევას ბლანტი გარემოში, შეიძენს კომპონენტს, რომელიც დამოკიდებულია ამ ფაქტორებზე:
(1.19)
სადაც L არის პროპორციულობის კოეფიციენტი. ექსპერიმენტების შედეგად ნაპოვნი იქნა ამ კოეფიციენტის შეფასება, რამაც საშუალება მისცა საბოლოო გამოხატულება, რომელიც განსაზღვრავს საშუალო მდგომარეობას, ჩაეწერა:
(1.20) სადაც h არის გარემოს დინამიური (ნიუტონის) სიბლანტის კოეფიციენტი. მიღებული განტოლება შესაფერისია ნებისმიერი ტალღის ფორმისთვის.
ტალღის განტოლება
ტალღური განტოლება განსაზღვრავს სიჩქარის პოტენციალის ცვლილების კანონს. ამ განტოლების გამოსაყვანად, ჩვენ ვცვლით გამოსახულებას (1.20) საშუალო მდგომარეობის ტოლობით (1.18). შედეგად, ჩვენ ვიღებთ:
(1.21)
იმისათვის, რომ წარმოვადგინოთ გარემოს დატკეპნა სიჩქარის პოტენციალის მიხედვით, ჩვენ განვასხვავებთ გამოხატულებას (1.21) დროის მიხედვით:
(1.22)
საშუალო უწყვეტობის და თანასწორობის პირობიდან მიღებული დამოკიდებულების (1.13) გათვალისწინებით (1.2), ჩვენ ვწერთ სასურველ ტალღურ განტოლებას მისი საბოლოო სახით:
(1.23)
თუ ტალღა არის სიბრტყე და ვრცელდება, მაგალითად, ღერძის გასწვრივ ოჰ, მაშინ სიჩქარის პოტენციალი დამოკიდებული იქნება მხოლოდ კოორდინატზე Xდა დრო. ამ შემთხვევაში, ტალღის განტოლება უფრო მარტივ ფორმას მიიღებს:
(1.24) მიღებული განტოლებების ამოხსნისას შეიძლება ვიპოვოთ სიჩქარის პოტენციალის ცვლილების კანონი და, შედეგად, ბგერის ველის დამახასიათებელი ნებისმიერი პარამეტრი.
ხმოვანი ველის ძირითადი პარამეტრების ანალიზი
ჯერ განვსაზღვროთ სიბრტყე ჰარმონიული ტალღის დამახასიათებელი პარამეტრები. ამისათვის ჩვენ ვპოულობთ (1.24) განტოლების ამოხსნას, რომელიც არის მეორე რიგის წრფივი დიფერენციალური განტოლება და, შესაბამისად, აქვს ორი ფესვი. ეს ფესვები წარმოადგენს ორ პროცესს j 1 (x, t)და j 2 (x, t), განსაზღვრავს ტალღებს, რომლებიც ვრცელდება საპირისპირო მიმართულებით. იზოტროპულ გარემოში ხმის ველის პარამეტრები რადიაციის წყაროდან თანაბარი დაშორებით ერთნაირია, რაც საშუალებას გვაძლევს შემოვიფარგლოთ მხოლოდ ერთი გამოსავლის პოვნაში, მაგალითად, ტალღისთვის. j1ღერძის დადებითი მიმართულებით გავრცელება ოჰ.
ვინაიდან მითითებული კონკრეტული ამოხსნა არის მიმდინარე კოორდინატისა და დროის ფუნქცია, ჩვენ მას შემდეგი სახით ვეძებთ:
სადაც 
- ტალღის სიხშირე, მარის სასურველი კოეფიციენტი, რომელიც განსაზღვრავს სიჩქარის პოტენციალის დამოკიდებულებას სივრცულ კოორდინატებზე, 
- ტალღის ნომერი, 
. საჭირო წარმოებულების გამოთვლა j1და მათი ჩანაცვლებით განტოლებით (1.24), ვპოულობთ:
(1.26) ბოლო ტოლობის ამოხსნა მიმართებით მდა იმის გათვალისწინებით, რომ ტალღის უარყოფითი მნიშვნელობა, რომელიც იშლება დარღვევის წყაროდან დაშორებით, შეესაბამება მის უარყოფით მნიშვნელობას, გვექნება:
(1.27)
ულტრაბგერითი ველის მეორე ტერმინი გამოხატვის ფრჩხილებში (1.27) გაცილებით ნაკლებია ვიდრე ერთიანობა, რაც საშუალებას გვაძლევს გავაფართოვოთ ეს გამოხატულება სიმძლავრის სერიაში, შემოვიფარგლოთ მისი ორი ტერმინით:
(1.28)
ნაპოვნი მნიშვნელობის ჩანაცვლება მტოლობაში (1.25) და აღნიშვნის შემოღება
(1.29)
იპოვეთ სიჩქარის პოტენციალის საბოლოო გამოხატულება j1:
პირადი გადაწყვეტა პოტენციალისათვის j2შეიძლება მოიძებნოს განხილული შემთხვევის მსგავსად:
გამოვიყენოთ მიღებული გამონათქვამები ხმოვანი ველის ძირითადი პარამეტრების დასადგენად.
დადებითად მიმართული ტალღის გავრცელების ზონაში ხმის წნევა განისაზღვრება შემდეგი განტოლებით:
(1.32)
სადაც 
.
თუ მივმართავთ თანასწორობას (1.4) და გავითვალისწინებთ, რომ ულტრაბგერითი ველში >> ა, მაშინ ვიბრაციის სიჩქარის გამოხატულება შეიძლება დაიწეროს შემდეგი ფორმით:
სადაც 
მიღებული გამონათქვამები გვიჩვენებს, რომ ხმის წნევის და ვიბრაციის სიჩქარის მიმდინარე მნიშვნელობების ცვლილებები ხდება ფაზაში, რის შედეგადაც, გარემოს შეკუმშვის ადგილებში, ვიბრაციის სიჩქარის ვექტორი ემთხვევა მიმართულებით გავრცელების სიჩქარეს. ტალღის ფრონტი და იშვიათ ადგილებში მისი საპირისპიროა.
ვიპოვოთ ხმის წნევისა და ვიბრაციის სიჩქარის თანაფარდობა, რომელსაც ე.წ სპეციფიკური აკუსტიკური წინაღობა:
(1.34)
სპეციფიკური აკუსტიკური წინაღობა არის საშუალების მნიშვნელოვანი მახასიათებელი, რომელიც გავლენას ახდენს მასში მიმდინარე პროცესების ბევრ პარამეტრზე.
ხმის ტალღების გავრცელება
ჰიდროაკუსტიკური მოწყობილობების შექმნისას ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანაა გამოსხივების პარამეტრების სწორი არჩევანი: ადიდებული სიგნალის გადამზიდავი სიხშირე, სიგნალის მოდულაციის მეთოდი და მისი ენერგეტიკული მახასიათებლები. ეს გავლენას ახდენს ტალღის გავრცელების დიაპაზონზე, მისი ასახვის მახასიათებლებზე და გავლის მახასიათებლებზე სხვადასხვა ფიზიკური თვისებების მქონე მედიას შორის, სიგნალის გამიჯვნის შესაძლებლობაზე თანმხლები ხმაურისგან.
როგორც ზემოთ აღინიშნა, ჰიდროაკუსტიკური სიგნალის ერთ-ერთი მთავარი ენერგეტიკული მახასიათებელი მისი ინტენსივობაა. ამ პარამეტრის განმსაზღვრელი გამოთქმა შეგიძლიათ იხილოთ შემდეგი მოსაზრებებიდან. განვიხილოთ ტალღის ფრონტის რამდენიმე ელემენტარული მონაკვეთი ფართობით, რომელიც რხევისას დროთა განმავლობაში გადაინაცვლებს საწყის პოზიციასთან შედარებით მნიშვნელობით. 
ამ გადაადგილებას ძალები დაუპირისპირდებიან 
შიდა ურთიერთქმედება. სამუშაო დაიხარჯება ამ ძალების დასაძლევად. განსახილველი რხევების უზრუნველსაყოფად საჭირო სიმძლავრე განისაზღვრება, როგორც სამუშაო დროის ერთეულზე დახარჯული:
(1.35)
სადაც თარის ტალღის პერიოდი. თავის მხრივ, ინტენსივობა განისაზღვრება მოძრაობაზე დახარჯული ძალით მარტოხელატალღის ფრონტის ფართობი და, შესაბამისად, ტოლი იქნება:
(1.36)
ტოლობების (1.32) და (1.33) ჩანაცვლებით გამოსახულებაში, ჩვენ ვპოულობთ:
იმის გათვალისწინებით, რომ 0.5 
- სიგნალის ინტენსივობა ემიტერის უშუალო სიახლოვეს, მაშინ ინტენსივობის ცვლილების კანონი წყაროდან დაშორებით განისაზღვრება შემდეგი თანასწორობით:
(1.38)
ბოლო ფორმულა ინგლისელმა ფიზიკოსმა და მათემატიკოსმა სტოკსმა მიიღო და მის სახელს ატარებს. ის აჩვენებს, რომ რადიაციის წყაროდან დაშორება იზრდება, ხმის ტალღის ინტენსივობა ექსპონენტურად მცირდება. უფრო მეტიც, როგორც გამოსახულებიდან ჩანს (1.29), ამორტიზაციის ინდექსი აპროპორციულია გამოსხივებული ტალღის რხევის სიხშირის კვადრატისა. ეს აწესებს გარკვეულ შეზღუდვებს გადამზიდავი სიხშირის არჩევისას, განსაკუთრებით შორ მანძილზე ჟღერადობისთვის.
თუმცა, სტოქსის ფორმულის გამოყენებით, ყოველთვის არ არის შესაძლებელი ხმის ტალღის დემპირების პროცესის სწორი შეფასება. ამრიგად, ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ბგერითი ტალღები საზღვაო გარემოში ბევრად უფრო სწრაფად იშლება, ვიდრე ზემოთ მოყვანილი გამოთქმიდან გამომდინარეობს. ეს ფენომენი განპირობებულია რეალური გარემოს თვისებების განსხვავება იდეალიზებულისგან, რომელიც ჩვეულებრივ განიხილება პრობლემების თეორიულ გადაწყვეტაში, აგრეთვე იმით, რომ საზღვაო გარემო არის ჰეტეროგენული სითხე, მათ შორის ცოცხალი ორგანიზმები, ჰაერის ბუშტები და სხვა. მინარევები.
პრაქტიკაში, როგორც წესი, გამოიყენება სხვადასხვა ემპირიული ფორმულები ბგერის ტალღის ინტენსივობის ცვლილების კანონის დასადგენად. ასე, მაგალითად, მის სიხშირეებზე, რომლებიც დევს 7.5 - 60 kHz დიაპაზონში, კოეფიციენტის მნიშვნელობა ადეციბელებში კილომეტრზე (დბ/კმ) შეიძლება შეფასდეს შემდეგი ურთიერთობის გამოყენებით:
, (1.39)
და ინტენსივობის ცვლილების კანონი ვიბრატორიდან არაუმეტეს 200 კმ მანძილზე, 10%-მდე შეცდომით განისაზღვრება თანასწორობით:
(1.40)
სფერული ტალღის შემთხვევაში ინტენსივობა
. (1.41)
ბოლო გამონათქვამიდან გამომდინარეობს, რომ ტალღა დიდწილად სუსტდება მისი ფრონტის გაფართოების გამო მანძილის მატებასთან ერთად. რ.
ულტრაბგერითი ტალღა ვრცელდება სწორი ხაზით მისი მოძრაობის დროს ერთგვაროვან იზოტროპულ გარემოში. თუმცა, თუ გარემო არაერთგვაროვანია, მაშინ ხმის სხივის ტრაექტორია მოხრილია და გარკვეულ პირობებში, სიგნალი შეიძლება აისახოს წყლის გარემოს შუალედური ფენებიდანაც. საზღვაო გარემოს ჰეტეროგენურობის გამო ბგერის სხივების გამრუდების ფენომენი ე.წ ხმის რეფრაქცია. ხმის რეფრაქციას შეუძლია მნიშვნელოვანი გავლენა მოახდინოს ჰიდროაკუსტიკური გაზომვების სიზუსტეზე, ამიტომ მისი გავლენის ხარისხი უმეტეს შემთხვევაში უნდა შეფასდეს.
როდესაც სხივი ფსკერზე ვრცელდება, გზაზე, როგორც წესი, ის გადის სამ ზონაში: იზოთერმული (მუდმივი ტემპერატურის მქონე) ზედაპირის ზონა, ტემპერატურის ნახტომის ზონა, რომელიც ხასიათდება მკვეთრი უარყოფითი ტემპერატურის გრადიენტით და მახლობლად. ქვედა იზოთერმული ზონა (ნახ. 1.4). დარტყმის ზონის სისქე შეიძლება იყოს რამდენიმე ათეული მეტრი. როდესაც ხმის ტალღა გადის დარტყმის ფენაში, შეინიშნება ძლიერი გარდატეხა და ხმის ინტენსივობის მნიშვნელოვანი შემცირება. ინტენსივობის დაქვეითება განპირობებულია სხივების დივერგენციით დარტყმის ფენის ზედა საზღვარზე მკვეთრი რეფრაქციის გამო, ასევე მათი ასახვით ამ ფენიდან. გაყოფილი სხივის უკიდურესი სხივები ქმნის ხმის ჩრდილის ზონას.
| სურ.1.4. |
წარმოიქმნება იდგატალღა. მუდმივი ტალღის თავისებურება ის არის, რომ მისი ყველა წერტილი რხევა ერთიდაიგივე ფაზაში, ფორმირდება რხევების ტალღის სიგრძის მეოთხედის ტოლი ინტერვალებით, ანტიკვანძები, რომლებშიც რხევების ამპლიტუდა მაქსიმალურია და კვანძები, რომლებშიც არ არის რხევები. ყველა. მდგარი ტალღა პრაქტიკულად არ გადასცემს ენერგიას.
ხმის ტალღების ასახვა და რეფრაქცია
როდესაც ტალღა ეცემა ორ მედიას შორის ინტერფეისზე, ამ ინტერფეისის კუთვნილი საშუალო ნაწილაკები აღგზნებულია. თავის მხრივ, სასაზღვრო ნაწილაკების რხევები წარმოშობს ტალღურ პროცესებს როგორც შემთხვევის ტალღის გარემოში, ასევე მის მიმდებარე გარემოში. პირველ ტალღას ე.წ აისახადა მეორე არის რეფრაქციული. კუთხეები 
და (ნახ. 1.5) სხივების ნორმალურ შუასაფარსა და მიმართულებას შორის კუთხეები ეწოდება შემოდგომა, 
ანარეკლებიდა რეფრაქცია, შესაბამისად. დეკარტის კანონების მიხედვით, თანასწორობა ხდება:
(1.42)
თუ სხივის გავრცელების გზაზე რამდენიმე ინტერფეისია, მაშინ თანასწორობა იქნება ჭეშმარიტი:
(1.43)
მნიშვნელობა ეწოდება სნელი მუდმივია. მისი ღირებულება არ იცვლება ხმის სხივის გასწვრივ.
ენერგეტიკული კოეფიციენტები ინციდენტში, ასახულ და რეფრაქციულ სხივებში განისაზღვრება კოეფიციენტების გამოყენებით მაგრამდა ATარეკვლა და რეფრაქცია, შესაბამისად. ეს კოეფიციენტები განისაზღვრება შემდეგი ტოლობებით:
(1.44)
შეიძლება ნაჩვენები იყოს, რომ ერთნაირი აკუსტიკური წინაღობის მქონე მედიაში, ხმის ენერგია მთლიანად გადადის ერთი მედიიდან მეორეზე. თუ მედიის აკუსტიკური წინაღობების დიდი განსხვავებაა, ინციდენტის თითქმის მთელი ენერგია აისახება მედიას შორის ინტერფეისიდან.
განხილული ნიმუშები ხდება იმ შემთხვევაში, თუ ამრეკლავი ზედაპირის ზომები აღემატება ინციდენტის გამოსხივების ტალღის სიგრძეს. თუ მისი ტალღის სიგრძე აღემატება ამრეკლავი ზედაპირის ზომებს, მაშინ, როგორც წესი, ტალღა ნაწილობრივ აირეკლება დაბრკოლებიდან (მიმოფანტული) და ნაწილობრივ მიდის მის გარშემო. დაბრკოლების ირგვლივ ტალღის მოხრის ფენომენი ეწოდება ხმის დიფრაქცია. დიფრაქცია ასევე ხდება ობიექტებში, რომელთა ზომები აღემატება რხევების ტალღის სიგრძეს, თუმცა, ამ შემთხვევაში ფენომენი ვლინდება მხოლოდ ამრეკლავი ზედაპირის კიდეებზე. დაბრკოლების უკან იქმნება აკუსტიკური ჩრდილის ზონა, რომელშიც არ არის ხმის ვიბრაცია. ამავდროულად, დაბრკოლების წინ, ხმის ველის ნიმუში უფრო რთული ხდება ინციდენტის, არეკლილი და დიფრაქციული ტალღების ურთიერთქმედების გამო. ხმის ტალღა შეიძლება აისახოს ზღვის წყალში მიმოფანტული მრავალი ობიექტისგან, როგორიცაა ჰაერის ბუშტები, პლანქტონი, მყარი მცურავი ნივთიერებების ნაწილაკები და ა.შ. ამ შემთხვევაში ასახულ სიგნალს სიგნალი ეწოდება. გარს რევერბი. მას რადიაციის მიმღები აღიქვამს, როგორც რხევადი ექო სიგნალის გადაცემის ბოლოს. დასაწყისში, ამ ექოს შეიძლება ჰქონდეს საკმაოდ დიდი დონე, შემდეგ კი სწრაფად ქრება.
რევერბერაცია შეიძლება მოხდეს ბრტყელ ზედაპირებზე ბგერის გაფანტვის გამო, რომლებსაც აქვთ მცირე დარღვევები ტალღის სიგრძესთან შედარებით. ყველაზე ხშირად, ასეთი ზედაპირები არის ზღვის ფსკერი ან ზედაპირი. ამ რევერბერაციას ე.წ ქვედაან ზედაპირული, შესაბამისად.
. ჰიდროაკუსტიკური ჟღერადობის ძირითადი პრინციპები
სატრანსპორტო ფლოტში გამოყენებული თითქმის ყველა ჰიდროაკუსტიკური სანავიგაციო მოწყობილობა მუშაობს წყლის სივრცის აქტიური ჟღერადობის რეჟიმში. მოწყობილობების შემუშავება, რომლებიც ახორციელებენ ამ რეჟიმს, ითვალისწინებს საჭიროებას:
§ გამოკვლევის რადიაციის მოთხოვნების დადგენა მოგვარებული პრობლემის შინაარსიდან გამომდინარე;
§ ანტენების მიმღები და გადამცემების მოთხოვნების განსაზღვრა;
§ საცდელი სიგნალის გავრცელების პირობების ანალიზი და მიღებული სიგნალის ხასიათის შეფასება;
§ მოთხოვნების შემუშავება სისტემის შეყვანის ბლოკებზე, რომლებიც ასრულებენ მიღებული სიგნალის პირველად კონვერტაციას;
§ მიმღები ბილიკის შემადგენლობის განსაზღვრა, რომელიც გადააქვს პირველადი ინფორმაციის ფორმაში, რომელიც აუცილებელია მისი ჩვენებისთვის ან სხვა მოწყობილობების ან სისტემების მიერ შემდგომი გამოყენებისთვის;
§ ინფორმაციის ჩვენების და ჩაწერის მოწყობილობების შემადგენლობის განსაზღვრა;
§ ჰიდროაკუსტიკური მოწყობილობის გამომავალი სიგნალის მოთხოვნების ფორმულირება მასთან თანამშრომლობის სხვა მოწყობილობების მხრიდან.
როგორც ზემოთ აღინიშნა, საცდელი გამოსხივება შეიძლება იყოს უწყვეტი ან პულსირებული. უწყვეტ გამოსხივებას იმავე სიგნალის ამპლიტუდაზე აქვს უმაღლესი საშუალო სიმძლავრე, რაც შეიძლება იყოს გადამწყვეტი უპირატესობა რადიაციის წყაროდან საკმარისად დაშორებული რეგიონების გამოკვლევისას. გამოსხივებული სიგნალის უფრო მაღალი საშუალო სიმძლავრე არა მხოლოდ ზრდის მიღებული ასახული სიგნალის დონეს, არამედ ხშირად აცილებს კავიტაციის ფენომენს. ყველაზე ხშირად, ამ ტიპის გამოსხივება გამოიყენება დოპლერის სისტემებში გემის სიჩქარის გასაზომად.
თუ საჭიროა ამრეკლავ ობიექტებამდე მანძილის გაზომვა, უწყვეტი გამოსხივება წინასწარ უნდა იყოს მოდულირებული სპეციალური გზით. მოდულაციის მეთოდის სწორი არჩევანი და მიღებული სიგნალის დამუშავება საშუალებას გაძლევთ შექმნათ ყველაზე ზუსტი საზომი სისტემები. თუმცა გასათვალისწინებელია, რომ განსახილველ შემთხვევაში მიღებულ სიგნალს, როგორც წესი, ახლავს მოცულობითი რევერბერაციის შედეგად წარმოქმნილი საკმაოდ მნიშვნელოვანი ხმაური.
პულსირებული გამოსხივება ხასიათდება პულსის ფორმით, მისი ხანგრძლივობით თ და(ნახ. 1.6), სიხშირე ან პულსის გამეორების პერიოდი. ყველაზე ხშირად გამოიყენება მართკუთხა იმპულსები (ნახ. 1.6.ა), რომლებიც ყველაზე მეტად ენერგიით გაჯერებულია. უახლეს წარსულში ფართოდ გამოიყენებოდა ექსპონენციალური ფორმა (ნახ. 2.6, ბ) იმის გამო, რომ ტექნიკურად უფრო ადვილი იყო მისი განხორციელება. ინდივიდუალური პრობლემების გადაჭრა შეიძლება მოითხოვოს იმპულსების შექმნას მათი კონვერტების უფრო რთული ფორმის მქონე.
პულსის ხანგრძლივობას დიდი მნიშვნელობა აქვს, ვინაიდან მის ამპლიტუდასთან ერთად ის განსაზღვრავს მასში არსებულ სიმძლავრეს და, შესაბამისად, საცდელი მაქსიმალურ დიაპაზონს. გარდა ამისა, დიაპაზონის გარჩევადობა დამოკიდებულია პულსის ხანგრძლივობაზე, ე.ი. მინიმალური დიაპაზონის განსხვავება, რომელიც შეიძლება შეფასდეს სისტემის მიერ. მართლაც, იმის გამო, რომ იმპულსი არის ერთიანი ინფორმაციის მატარებელი, სისტემის მიერ არ იქნება დარეგისტრირებული ყველა ცვლილება მის სივრცულ ფარგლებში. იმის გათვალისწინებით, რომ პულსი გადის ორჯერ მეტ მანძილზე - რეფლექტორამდე და უკან, სისტემის გარჩევადობა ტოლი იქნება პულსის სივრცის სიგრძის ნახევარზე:
(1.45)
პრაქტიკაში, პულსის ხანგრძლივობა ყველაზე ხშირად 10-5 დიაპაზონშია თან 10-3-მდე თან.
პულსის გამეორების სიხშირე ჩვეულებრივ არჩეულია ისე, რომ ნებისმიერ ოპერაციულ დიაპაზონში შემდეგი პულსი გამოსხივდეს მხოლოდ ასახული მიღების შემდეგ. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პერიოდი t გვპულსის გამეორება უნდა აკმაყოფილებდეს უთანასწორობას: 
სადაც 
- ხმის მაქსიმალური დიაპაზონი საოპერაციო დიაპაზონში, - ხმის საშუალო სიჩქარე წყალში, ჩვეულებრივ აღებული 1500-ის ტოლია ქალბატონი. ეს მიდგომა ქმნის პირობებს ერთი ანტენის, როგორც მიმღები და გადამცემი ანტენის გამოყენებისთვის. ზოგიერთ შემთხვევაში, პულსის გამეორების სიხშირე შეიძლება შეირჩეს სხვა მოსაზრებებიდან.
საცდელი სიგნალის მოთხოვნების ფორმირებისას ძალიან მნიშვნელოვანია გამოსხივების გადამზიდავი სიხშირის სწორად შერჩევა. ის დიდწილად განსაზღვრავს სიგნალის შესუსტებას, მის ასახვას მედიასა და სხვადასხვა ობიექტს შორის ინტერფეისიდან, ასევე ტალღის ფრონტის ტრაექტორიას. გადამზიდავი სიხშირის შემცირება, როგორც წესი, მოითხოვს ანტენის მოწყობილობების ზომის გაზრდას, მაგრამ ხელს უწყობს ხმის დიაპაზონის გაზრდას.
ანტენის სისტემის ძირითადი მოთხოვნების ჩამოყალიბებისთვის აუცილებელია:
§ განსაზღვრავს ანტენების რაოდენობას და მათ განლაგებას გემზე;
§ აირჩიე რადიაციის მიმართულების საუკეთესო ხარისხი;
§ აირჩიეთ ელემენტის ტიპი, რომელიც გარდაქმნის ელექტრო ენერგიას მექანიკურ ენერგიად და პირიქით, ასევე ანტენის ტიპს;
§ განსაზღვრეთ, თუ როგორ უნდა დააყენოთ ანტენები გემზე.
გამოყენებული ანტენების რაოდენობა და მათი განლაგების სქემა განისაზღვრება მოგვარებული პრობლემის ბუნებით, აგრეთვე მათი სიჭარბის არსებობით ან არარსებობით, სისტემის საიმედოობის გაზრდის მიზნით. თითოეული ანტენა შეიძლება დამონტაჟდეს გემზე დამოუკიდებლად ან ყველა ანტენა გაერთიანებულია ერთ ანტენის ერთეულში, რომელიც, როგორც წესი, დამონტაჟებულია სამაგრში. ასეთი ბლოკი შეიძლება შეიცავდეს 20 ან მეტ ანტენას, რაც ამ შემთხვევაში უფრო მიზანშეწონილი იქნება ვიბრატორების გამოძახება.
რადიაციის მიმართულების საჭირო ხარისხი ასევე ნაკარნახევია მოგვარებული პრობლემის ბუნებით.
ფერომაგნიტური და პიეზოკერამიკული ვიბრატორები გამოიყენება ელექტრული ენერგიის გადამყვანად მექანიკურ ენერგიად და პირიქით, რომელთა მოქმედების პრინციპი განიხილება ქვემოთ.
გადამცემი და მიმღები ანტენების ზოგადი მახასიათებლები
ელექტრული ენერგიის ფერომაგნიტური გადამყვანები მექანიკურ ენერგიად იყენებენ მაგნიტოსტრიქციის ეფექტს. ამ ეფექტის არსი ის არის, რომ როდესაც ფერომაგნიტური მასალისგან დამზადებული პროდუქტის მაგნიტური მდგომარეობა იცვლება, ხდება მისი ზომების გარკვეული ცვლილება. ნიმუში დეფორმირებულია და ეს დეფორმაცია იზრდება მისი მაგნიტიზაციის ინტენსივობის მატებასთან ერთად. თუ ნიმუშად ავიღებთ ღეროს ბირთვს, მივაწვდით მას გრაგნილით და ვაძლევთ მას ალტერნატიული დენით, მაშინ ბირთვის სიგრძე პერიოდულად შეიცვლება. მის მაგნიტიზაციაზე დახარჯული ელექტრული ენერგია გარდაიქმნება მექანიკური ვიბრაციების ენერგიად, რომელსაც შეუძლია ელასტიურ გარემოში ხმის ველის აღგზნება, რომელშიც განხილული ღერო მოთავსებულია.
ასევე არსებობს საპირისპირო ეფექტი. თუ ფერომაგნიტური მასალის ბირთვი გარკვეული ნარჩენი მაგნიტიზაციით ოდნავ დეფორმირებულია, ე.ი. შეცვალეთ მისი შიდა ძაბვა, მაშინ შეიცვლება მასთან დაკავშირებული მაგნიტური ველის ინტენსივობაც. ამ შემთხვევაში მაგნიტური ველის ცვლილება იქნება
ხმის ველი- განსახილველი ხმის დარღვევის დამახასიათებელი რაოდენობების სივრცით-დროითი განაწილების ერთობლიობა. მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანია: ხმის წნევა p, ნაწილაკების ვიბრაციის სიჩქარე v, ნაწილაკების ვიბრაციული გადაადგილება x, სიმკვრივის ფარდობითი ცვლილება (ე.წ. აკუსტიკური შეკუმშვა) s=dr/r (სადაც r არის საშუალო სიმკვრივე), ადიაბატური. ტემპერატურის ცვლილება დ თთანმხლები შეკუმშვა და საშუალების იშვიათი. 3. გვ.-ის ცნების შემოტანისას გარემო განიხილება როგორც უწყვეტი და არ არის გათვალისწინებული ნივთიერების მოლეკულური აგებულება. 3. საგნები შესწავლილია ან მეთოდებით გეომეტრიული აკუსტიკა, ან ტალღის თეორიის საფუძველზე. 3.p.-ის დამახასიათებელი სიდიდეების საკმარისად გლუვი დამოკიდებულებით კოორდინატებზე და დროზე (ანუ წნევის ნახტომების და წერტილიდან წერტილამდე ცვალებადი სიჩქარის არარსებობის შემთხვევაში), ადგენს ერთ-ერთი ამ სიდიდის სივრცითი-დროით დამოკიდებულებას (მაგალითად, ბგერას). ზეწოლა) მთლიანად განსაზღვრავს ყველა დანარჩენის სივრცით-დროით დამოკიდებულებებს. ეს დამოკიდებულებები განისაზღვრება 3. p. განტოლებებით, რომლებიც ხმის სიჩქარის დისპერსიის არარსებობის შემთხვევაში მცირდება თითოეული სიდიდის ტალღის განტოლებამდე და ამ სიდიდეების ერთმანეთთან დამაკავშირებელ განტოლებამდე. მაგალითად, ხმის წნევა აკმაყოფილებს ტალღის განტოლებას
და ცნობილთან ერთად რთქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ 3. p.-ის დარჩენილი მახასიათებლები f-lams-ით: 
სადაც თან- ხმის სიჩქარე, g= cp/CV- სითბოს სიმძლავრის თანაფარდობა პოსტზე. წნევა სითბოს სიმძლავრეზე DC-ზე. მოცულობა და - კოეფიციენტი. საშუალო თერმული გაფართოება. ჰარმონიკისთვის. 3. გვ ტალღის განტოლება გადადის ჰელმჰოლცის განტოლებაში: D რ+კ 2 რ= 0, სადაც k=ვ /გარის ტალღის რიცხვი w სიხშირისთვის და გამონათქვამები ვდა x მიიღეთ ფორმა:
გარდა ამისა, 3. p. უნდა აკმაყოფილებდეს სასაზღვრო პირობებს, ანუ მოთხოვნებს, რომლებიც დაწესებულია 3. p., ფიზიკური მახასიათებელი რაოდენობით. საზღვრების თვისებები - გარემოს შემზღუდავი ზედაპირები, გარემოში მოთავსებული დაბრკოლებების შემზღუდველი ზედაპირები და ინტერფეისების დაშლა. საშ. მაგალითად, აბსოლუტურად ხისტ საზღვარზე, ნორმალური კომპონენტი რხევა. სიჩქარე v nუნდა გაქრეს; თავისუფალ ზედაპირზე ხმის წნევა უნდა გაქრეს; საზღვარზე ახასიათებს აკუსტიკური წინაღობა, p/v nუნდა იყოს ტოლი კონკრეტული აკუსტიკური. საზღვრის წინაღობა; ორ მედიას შორის ინტერფეისში, რაოდენობები რდა v nზედაპირის ორივე მხარეს უნდა იყოს თანაბარი წყვილებში. რეალურ სითხეებსა და აირებში არის დანამატი. სასაზღვრო მდგომარეობა: რხევის ტანგენტური კომპონენტის გაქრობა. სიჩქარე ხისტ საზღვარზე ან ტანგენტის კომპონენტების თანასწორობა ორ მედიას შორის ინტერფეისზე. მყარ სხეულებში, შიდა სტრესები ხასიათდება არა წნევით, არამედ სტრესის ტენსორით, რომელიც ასახავს საშუალო ელასტიურობის არსებობას არა მხოლოდ მისი მოცულობის (როგორც სითხეებსა და აირებში) ცვლილებასთან მიმართებაში, არამედ მის ფორმაშიც. შესაბამისად, რთულდება მე-3 გვერდის განტოლებებიც და სასაზღვრო პირობებიც. ანისოტროპული მედიის განტოლებები კიდევ უფრო რთულია. Ur-tion 3. პ და სასაზღვრო პირობები არავითარ შემთხვევაში არ განსაზღვრავს ტალღების ტიპს: დეკომპ. სიტუაციები ერთსა და იმავე გარემოში ერთსა და იმავე სასაზღვრო პირობებში, 3. გვ განსხვავებული ფორმა ექნება. ქვემოთ აღწერილია სხვადასხვა ტიპის 3. გვ., წარმოქმნილი დეკომპ. სიტუაციები. 1)თავისუფალი ტალღები - 3. გვ., რომელიც შეიძლება არსებობდეს მთელ უსასრულობაში. გარემო გარე არარსებობის პირობებში. გავლენები, მაგალითად, თვითმფრინავის ტალღები p=p(x 6ct)ღერძის გასწვრივ გაშვებული Xდადებითი ("-" ნიშანი) და უარყოფითი ("+" ნიშანი) მიმართულებით. თვითმფრინავის ტალღაში p/v= ძმ თან, სადაც რ თან - ტალღის წინააღმდეგობაგარემო. მოათავსეთ ადგილებზე. ხმის წნევის მიმართულება რხევა. მოგზაურობის ტალღაში სიჩქარე ემთხვევა ტალღის გავრცელების მიმართულებას, ზოგან უარყოფითია. წნევა ამ მიმართულების საპირისპიროა და იმ ადგილებში, სადაც წნევა ნულამდე ხდება, ის მერყეობს. სიჩქარეც ნულამდე მიდის. ჰარმონიული თვითმფრინავის მოძრავ ტალღას აქვს ფორმა: გვ=გვ 0 cos(w ტ-kx+კ), სადაც რ 0 და j 0 - შესაბამისად, ტალღის ამპლიტუდა და მისი დასაწყისი. ფაზა წერტილში x=0. ხმის სიჩქარის დისპერსიის მქონე მედიაში სიჩქარე ჰარმონიულია. ტალღები თან= w/ კსიხშირეზე დამოკიდებული. 2) რყევები შეზღუდულია. გარემოს სფეროები გარე არარსებობის შემთხვევაში. გავლენა, მაგ. 3. გვ., წარმოქმნილი დახურულ ტომში მოცემული საწყისისთვის. პირობები. ასეთი სამგანზომილებიანი წარმონაქმნები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც გარემოს მოცემული მოცულობისთვის დამახასიათებელი მდგარი ტალღების სუპერპოზიცია. 3) 3. გვ., წარმოქმნილი შეუზღუდავი. გარემო მოცემული საწყისისთვის. პირობები - ღირებულებები რდა ვზოგიერთ ადრეულ პერიოდში დროის წერტილი (მაგ., 3. გვ., წარმოქმნილი აფეთქების შემდეგ). 4) 3. პ. გამოსხივება, რომელიც შექმნილია რხევადი სხეულების, სითხის ან აირის ჭავლების, ნგრევის ბუშტების და სხვა ბუნების მიერ. ან ხელოვნება. აკუსტიკური ემიტერები (იხ ხმის გამოსხივებაუმარტივესი გამოსხივებები ველის ფორმის მიხედვით არის შემდეგი. მონოპოლური გამოსხივება არის სფერულად სიმეტრიული დივერგენტული ტალღა; ჰარმონიკასთვის. რადიაცია, მას აქვს ფორმა: p = -i rwQexp ( იკრ)/4გვ რ, სადაც Q არის წყაროს მოქმედება (მაგალითად, პულსირებული სხეულის მოცულობის ცვლილების სიჩქარე, ტალღის სიგრძესთან შედარებით მცირე) მოთავსებული ტალღის ცენტრში და რ- მანძილი ცენტრიდან. ხმის წნევის ამპლიტუდა მონოპოლური გამოსხივების დროს იცვლება მანძილის მიხედვით, როგორც 1/ რ, ა 
არატალღურ ზონაში ( კრ<<1) ვმერყეობს მანძილის მიხედვით 1/ რ 2, ტალღაში ყოფნისას ( კრ>>1) - როგორც 1/ რ. ფაზის ცვლა j შორის რდა ვმონოტონურად მცირდება 90°-დან ტალღის ცენტრში ნულამდე უსასრულობაში; tgj=1/ კრ. დიპოლური გამოსხივება - სფერული. განსხვავებული ტალღა ფორმის "რვა" მიმართულებით:
სადაც ფარის ძალა, რომელიც გამოიყენება ტალღის ცენტრში არსებულ საშუალოზე, q არის კუთხე ძალის მიმართულებასა და მიმართულებას შორის დაკვირვების წერტილისკენ. იგივე გამოსხივება წარმოიქმნება რადიუსის სფეროს მიერ ა<
ვხმის ველი ვლინდება რხევადი მატერიალური სხეულების კინეტიკური ენერგიის სახით, ბგერითი ტალღები ელასტიური სტრუქტურის მქონე მედიაში (მყარი სხეულები, სითხეები და აირები). ელასტიურ გარემოში ვიბრაციის გავრცელების პროცესს ე.წ ტალღა. ხმის ტალღის გავრცელების მიმართულებას უწოდებენ ხმის სხივიდა ზედაპირი, რომელიც აკავშირებს ველის ყველა მიმდებარე წერტილს საშუალო ნაწილაკების რხევის ერთსა და იმავე ფაზასთან არის ტალღის ფრონტი. მყარ სხეულებში ვიბრაცია შეიძლება გავრცელდეს როგორც გრძივი, ისე განივი მიმართულებით. გავრცელდა მხოლოდ ჰაერში გრძივი ტალღები.
თავისუფალი ხმის ველიეწოდება ველს, რომელშიც ჭარბობს პირდაპირი ხმის ტალღა და ასახული ტალღები არ არის ან უმნიშვნელოა.
დიფუზური ხმის ველი- ეს არის ისეთი ველი, რომლის თითოეულ წერტილში ბგერის ენერგიის სიმკვრივე ერთნაირია და რომლის ყველა მიმართულებით ერთი და იგივე ენერგიის ნაკადები ვრცელდება დროის ერთეულზე.
ხმის ტალღები ხასიათდება შემდეგი ძირითადი პარამეტრებით.
ტალღის სიგრძე- უდრის ხმის სიჩქარის თანაფარდობას (340 მ/წმ - ჰაერში) ხმის ვიბრაციის სიხშირესთან. ამრიგად, ჰაერში ტალღის სიგრძე შეიძლება განსხვავდებოდეს 1,7 სმ-დან (ამისთვის ვ= 20000 ჰც) 21 მ-მდე (ამისთვის ვ= 16 ჰც).
ხმის წნევა- განისაზღვრება, როგორც განსხვავება მოცემულ წერტილში ბგერის ველის მყისიერ წნევასა და სტატიკურ (ატმოსფერულ) წნევას შორის. ხმის წნევა იზომება პასკალებში (Pa), Pa = N/m 2. ფიზიკური ანალოგები - ელექტრული ძაბვა, დენი.
ხმის ინტენსივობა- ტალღის გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულარული ხმის ენერგიის საშუალო რაოდენობა, რომელიც გადის დროში ერთეულ ზედაპირზე. ინტენსივობა იზომება W / m 2 ერთეულებში და არის ხმის ვიბრაციის სიმძლავრის აქტიური კომპონენტი. ფიზიკური ანალოგი არის ელექტროენერგია.
აკუსტიკაში, გაზომვის შედეგები ჩვეულებრივ ნაჩვენებია ფარდობითი ლოგარითმული ერთეულების სახით. სმენის შეგრძნების შესაფასებლად გამოიყენება ერთეული სახელწოდებით Bel (B). ვინაიდან ბელი საკმაოდ დიდი ერთეულია, შემოღებულ იქნა უფრო მცირე მნიშვნელობა - დეციბელი (dB) ტოლი 0,1 B.
ხმის წნევა, ხმის ინტენსივობა გამოიხატება შედარებით აკუსტიკური დონეებით:
,
აკუსტიკური დონის ნულოვანი მნიშვნელობები შეესაბამება ზოგადად მიღებულს 
და W / m 2 ჰარმონიული ხმის ვიბრაციით 1000 ჰც სიხშირით. მოცემული მნიშვნელობები დაახლოებით შეესაბამება მინიმალურ მნიშვნელობებს, რომლებიც იწვევს სმენის შეგრძნებებს (სმენის აბსოლუტური ბარიერი).
მიკროფონების მახასიათებლების გაზომვის პირობები.აკუსტიკური გაზომვები აქვს მთელი რიგი სპეციფიკური მახასიათებლები. ამრიგად, ელექტროაკუსტიკური აღჭურვილობის ზოგიერთი მახასიათებლის გაზომვა უნდა განხორციელდეს თავისუფალ ველში, ე.ი. როდესაც არ არის არეკლილი ტალღები.
ჩვეულებრივ ოთახებში ეს მდგომარეობა არ არის განხორციელებული და ძნელია და ყოველთვის არ არის შესაძლებელი გაზომვების ჩატარება ღია ცის ქვეშ. პირველ რიგში, გარეთ ძნელია თავიდან აიცილოთ ასახვა ისეთი ზედაპირებიდან, როგორიცაა მიწა. მეორეც, გაზომვები ამ შემთხვევაში დამოკიდებულია ატმოსფერულ პირობებზე (ქარი და ა.შ.) და შეიძლება გამოიწვიოს დიდი შეცდომები, რომ აღარაფერი ვთქვათ სხვა უამრავ უხერხულობაზე. მესამე, ღია ცის ქვეშ ძნელია თავიდან იქნას აცილებული გარე (ინდუსტრიული და ა.შ.) ხმაურის გავლენა.
ამიტომ, თავისუფალ ველში გაზომვისთვის გამოიყენება სპეციალური ბგერითი დამსხვრეული კამერები, რომლებშიც ასახული ტალღები პრაქტიკულად არ არსებობს.
მიკროფონის მახასიათებლების გაზომვა ანექოურ კამერაში. თავისუფალ ველში მიკროფონის მგრძნობელობის გასაზომად, ჯერ უნდა გავზომოთ ხმის წნევა იმ ადგილას, სადაც განთავსდება შესამოწმებელი მიკროფონი და შემდეგ მოათავსოთ იგი ამ ადგილას. მაგრამ ვინაიდან კამერაში პრაქტიკულად არ არის ჩარევა და მიკროფონის მანძილი დინამიკიდან აღებულია 1 - 1,5 მ (ან მეტი) რადიატორის დიამეტრით არაუმეტეს 25 სმ, საზომი მიკროფონი შეიძლება განთავსდეს ახლოს. მიკროფონის შესამოწმებლად. საზომი დაყენების სქემა ნაჩვენებია ნახ.4-ზე. მგრძნობელობა განისაზღვრება მთელი ნომინალური სიხშირის დიაპაზონში. ხმის წნევის მრიცხველზე (ხმაურის დონის მრიცხველზე) საჭირო წნევის დაყენებით იზომება ტესტირებული მიკროფონის მიერ შემუშავებული ძაბვა და განისაზღვრება მისი ღერძული მგრძნობელობა.
ე OC = U მ /პ( mV/Pa)
მგრძნობელობა განისაზღვრება ან ღია წრის ძაბვით ან ძაბვით ნომინალურ დატვირთვაზე. როგორც წესი, ნომინალურ დატვირთვად მიიღება მიკროფონის შიდა წინააღმდეგობის მოდული 1000 ჰც სიხშირეზე.
ნახ.4.მიკროფონის მგრძნობელობის გაზომვის ფუნქციური სქემა:
1 - ტონი ან თეთრი ხმაურის გენერატორი; 2 - ოქტავის ფილტრი (ერთი მესამედი ოქტავა); 3 - გამაძლიერებელი; 4 - მდუმარე პალატა; 5 - აკუსტიკური ემიტერი; 6 - გამოცდილი მიკროფონი; 7 - საზომი მიკროფონი; 8 - მილივოლტმეტრი; 9 - მილივოლტმეტრი დამთავრებული პასკალებში ან დეციბელებში (ხმის მრიცხველი).
მგრძნობელობის დონეგანისაზღვრება, როგორც მგრძნობელობა, გამოხატული დეციბელებით, 1-ის მნიშვნელობის მიმართ.
სტანდარტული მგრძნობელობა (დეციბელებში) განისაზღვრება, როგორც ძაბვის თანაფარდობა, რომელიც განვითარებულია ნომინალური დატვირთვის წინაღობაზე ხმის წნევით 1 Pa ძაბვასთან, რომელიც შეესაბამება სიმძლავრეს = 1 მვტ და გამოითვლება ფორმულით:
სად არის მიკროფონის მიერ შემუშავებული ძაბვა (V) ნომინალური დატვირთვის წინააღმდეგობაზე (Ohm) 1 Pa ხმის წნევის დროს.
სიხშირის პასუხიმიკროფონს ეწოდება მიკროფონის მგრძნობელობის დამოკიდებულება სიხშირეზე ხმის წნევისა და მიკროფონის მიწოდების დენის მუდმივ მნიშვნელობებზე. სიხშირის პასუხი მიიღება გენერატორის სიხშირის შეუფერხებლად შეცვლით. მიღებული სიხშირის პასუხის მიხედვით, მისი უთანასწორობა განისაზღვრება ნომინალური და ოპერაციული სიხშირის დიაპაზონში.
დირექტიულობამიკროფონი ამოღებულია იმავე სქემის მიხედვით (ნახ. 4) და დავალების მიხედვით, ან რამდენიმე სიხშირეზე, ტონის გენერატორის გამოყენებით, ან ხმაურის სიგნალისთვის ოქტავის მესამედში, ან მოცემული სიხშირის დიაპაზონისთვის, ერთი მესამედი ოქტავის ფილტრების ნაცვლად შესაბამისი ზოლიანი ფილტრის გამოყენებით.
მიმართულების მახასიათებლების გასაზომად, შესამოწმებელი მიკროფონი დამონტაჟებულია მბრუნავ დისკზე ციფერბლატით. დისკი ბრუნავს ხელით ან ავტომატურად, ჩაწერის მაგიდასთან სინქრონულად. მახასიათებელი მიიღება მიკროფონის სამუშაო ღერძზე გამავალ ერთ სიბრტყეში, თუ ეს არის ბრუნვის სხეული მისი ღერძის გარშემო. მიკროფონის სხვა ფორმებისთვის, მახასიათებელი აღებულია სამუშაო ღერძზე გამავალი მოცემული თვითმფრინავებისთვის. ბრუნვის კუთხე იზომება სამუშაო ღერძსა და ხმის წყაროს მიმართულებას შორის. მიმართულების მახასიათებელი ნორმალიზებულია ღერძულ მგრძნობელობასთან მიმართებაში.
