Акустический спектр

---

Акусти́ческий спектр (спектр звука) — со­во­куп­ность гар­мо­ни­че­ских ко­леба­ний, на ко­то­рые мож­но раз­ло­жить конкретную зву­ко­вую вол­ну^[1]. Задаётся функцией частоты ${\displaystyle \nu }$ или длины волны ${\displaystyle \lambda }$ и выражает относительную роль разных частот или длин упругих волн в изучаемом звуке, то есть показывает, в какой мере в акустическом сигнале присутствуют ультразвуковые, слышимые и т.д. волны. С точностью до нормировки такая функция совпадает с плотностью распределения величины ${\displaystyle \nu }$ или ${\displaystyle \lambda }$. Возможные другие названия данной функции — спектральная плотность звуковой энергии или спектральная плотность звуковой мощности. Аналогичное понятие для электромагнитных волн именуется спектральной плотностью излучения.

Физически, акустический спектр выражает либо энергию упругих колебаний в единице объёма среды, либо переносимую звуковой волной через единичную площадку мощность, приходящиеся на единичный ингервал по ${\displaystyle \nu }$ или по ${\displaystyle \lambda }$ и усреднённые по достаточно большому промежутку времени. Например, если аргументом выбрана частота ${\displaystyle \nu }$, то спектр — это

Соответственно, размерность спектра есть размерность объёмной плотности энергии или поверхностной плотности мощности, делённая на размерность частоты: (Дж/м³)/Гц или (Вт/м²)/Гц, а если в качестве аргумента взять длину волны то: (Дж/м³)/м или (Вт/м²)/м. Нередко спектры приводят в безразмерных относительных единицах. Общепринятого «значка» для обозначения спектра, не существует.

Для определённости далее обсуждается спектр в виде ${\displaystyle <dP/dSd\nu >}$. Если проинтегрировать его по частоте звука, получится интенсивность ${\displaystyle I}$.

---