مقاله درباره بررسی کانال صوتی و انواع آن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 53

بررسی کانال صوتی و انواع آن

(2-1) سرعت صوت در آب دریا

یکی ازمهمترین ویژگی هایی که با دانستن آن می توان، به بسیاری ازخصوصیات صوت پی برد، سرعت صوت می باشد. سرعت صوت را معمولاً با حرفC نمایش می دهند. که مقدار آن درمواد مختلف(جامد، مایع، گاز) فرق دارد. مثلاً اگر گاز بعنوان محیط انتشار در نظر گرفته شود، سرعت صوت در آن نسبت به محیطی که چگالتر است، کمتر ، خواهد بود.(سرعت صوت درآب چهاربرابر بیشتر از سرعت صوت در هواست) اگر چه ممکن است که این موضوع خلاف تصور ما باشد اما واقعیت این است که عامل مهمتری، یعنی، کشسانی ماده روی سرعت صوت تأثیر می گذارد. بنابر این، مهمترین عامل تعیین کننده میزان صوت، همین کمیت می باشد. و لازم به ذکر است که سرعت صوت برای اقیانوس شناسان فیزیکی عامل بسیار مهم ، محسوب می شود که آن هم به دلیل اثرات مختلفی است که سرعت صوت بر روی جذب و انعکاس صوت می گذارد. پس لازم است که کاملاً روش اندازه گیری و تعیین سرعت صوت توضیح داده شود.

با آزمایش روی حرکت سیال، و از راه های متفاوتی ممکن است به یکدیگر مربوط گردند. درقرن هفدهم نیوتن با استفاده از قانون بویل نوشت:

همچنین برای یک فرآیند همدما :

T=293K (2-1-1)

که ازآن نتیجه می شود() 290 یعنی %5 کمتر از مقدار مشاهده شده تا سال 1816 که لاپلاس مشاهده کرد درمبادله گرما ، تراکم، در یک برج صوتی، خیلی به سرعت، رخ می دهد و فرآیند آن هم آنتروپی می باشد، هیچ مقدار صحیح برای سرعت صوت بدست نیاورد.

برای یک انبساط هم آنتروپی دریک گاز کامل می توان نوشت:

(2-1-2)

با جای گذاری K293 T= در معادله (2-1-2)خواهیم داشت : ( 1- m.s )343C= ، که با نتایج تجربی یکسان بود. پیش بینی سرعت صوت درمایعات نسبت به گازها دشوار تر است زیرا سرعت صوت درآب دریا به عواملی چون فشار، شوری، دما و مقدار گازهای معلق بستگی دارد.

اولین تلاش های جدی برای اندازه گیری سرعت صوت در دریا به سال 1927 بر می گردد برای این کار شخصی به نام Sunmst-Suado.. ، آزمایشی را به این ترتیب انجام داد که یک جسم مادی را به داخل دریاچه ی جنوا انداخت و با استفاده از زمان حرکت میان دو سیگنال در امتداد دریاچه سرعت صوت را درآب اندازه گیری و محاسبه نمود. که سرعت صوت درآب دریا( m.s-1 )435/1 در دمای C) º) 1/8 بدست آورد که به طور عجیبی به مقدار اندازه گیری شده جدید آن نزدیک بود.

درتحقیقات بعدی نه تنها بقاء صوت در دریا با استفاده ازسرعت صوت تعیین شد، بلکه تلاش برای پیدا کردن روشی که آن را با مقدار استاندارد شده ربط دهد، نیز صورت گرفت و با پارامترهای ا قیانوس شناسی مرتبط ساخت پارامترهائی نظیر دما، شوری، عمق، که حتی رابطه میان آنها را نیز توانستند از این طریق بدست آورند. همچنین با استفاده از مفاهیم دیگری که درتئوری وجودداشت مثلاً استفاده ازخواص اصلی آب (حجم ویژه،گرمای ویژه) تعاریفی برای سرعت صوت ارائه دادند و اندازه گیری هائی نیز درآزمایشگاه سرعت صوت برای گستره های دما، شوری، فشار انجام دادند. با استفاده ازاین روش و با استفاده ازتئوری های مختلف، جدول سرعت صوت مدت ها قبل توسط هک (Heak)و جسروایز(gservice) و متیوز(matthews)و کواهاوا(kuwahara) تهیه شد که تقریباً 20 سال ازآن بعنوان جدول استاندارد سرعت صوت نام برده شد.

اغلب روش های تجربی مدرن، سنجش صوت را مستقیماً با به کارگیری از روش ها و تکنیک های آزمایشگاهی با کنترل شرایط محیطی انجام داده اند.

نمونه هائی از اندازه گیری های ویسل( weissler) و دلگروسو (Del Grosso )و ویلسون (Wilson) موجود می باشد که ازهمین روش ها استفاده شده است.

هردو روش، اندازه گیری سرعت صوت برحسب سه کمیت اصلی (دما، شوری، فشار) می باشد. عوامل فیزیکی نام