fy"> Якщо поршень в пружної середовищі змістити на невелику відстань, то шар речовини перед поршнем, відчуваючи тиск, стиснеться, а потім почне розширюватися, здавлюючи сусідній шар, той, у свою чергу, розширюючись стисне наступний шар. У результаті в середовищі виникає послідовність стиснень і розріджень, які і являють собою акустичні хвилі, що поширюються в середовищі і передають все новим і новим верствам речовини обурення, що виникає у поршня (рис. 8). Частинки середовища при цьому не переносяться в напрямку поширення хвиль, а лише коливаються біля положення рівноваги. p align="justify"> Хвилі називаються поздовжніми, якщо напрямок коливань частинок збігається з напрямом поширення хвиль. Якщо ці напрямки взаємно перпендикулярні, то хвилі називаються поперечними. br/>В
Рис.8. Акустичні пружні хвилі в середовищі. p align="justify"> На рис. 8. показані акустичні пружні хвилі в середовищі: а - поздовжні, б - поперечні, в - графічне зображення хвилі; стрілки вказують напрям коливання частинок.
Якщо амплітуда коливання частинок у хвилі невелика і не змінюється з часом, в середовищі поширюється плоска акустична хвиля, яка описується рівнянням
,
де s - зміщення частинки середовища від положення рівноваги;
А - максимальне зміщення частинки відносно положення рівноваги (амплітуда);
t - час;
х - положення частки на осі координат, в напрямку якої поширюється хвиля;
- циклічна частота коливань, - частота коливань (число коливань за одиницю часу), Т - період коливання;
- хвильове число, де - довжина хвилі (відстань між двома сусідніми стисками або разрежениями);
- початкова фаза.
Рух частинок, що описується наведеної формулою, підпорядковується синусоїдальним законом і називається гармонійним коливанням.
У газоподібних і рідких тілах, в тому числі і в м'яких тканинах тварин, що містять до 75% води, поширюються поздовжні хвилі. Виняток становлять хвилі на поверхні рідин. У твердих тілах, зокрема в кістках скелету людини і тварин, поряд з поздовжніми, можуть виникати і поперечні, зсувні хвилі. У акустичної хвилі відбувається перенесення енергії без перенесення речовини. p align="justify"> Швидкість поширення акустичних хвиль у рідинах залежить від коефіцієнта стисливості рідин:
В
де - щільність рідини;
В
-коефіцієнт адіабатичної стисливості, рівний відносного зміни обсягу при зміні тиску на.
У твердих тілах швидкість поздовжніх хвиль дорівнює:
В
де Е - модуль Юнга, що характеризує пружні властивості речовини.
Швидкість поширення пружних (акустичних) хвиль в повітрі при 25 В° С становить 333 м/с, у воді і м'яких біологічних тканинах - близько 1500 м/с, в кістковій тканині - приблизно 3500...
