Ослабление звука для сферических волн

Мы хорошо знаем, что при удалении от источника звук постепенно замирает и, наконец, совсем перестает быть слышным. Почему происходит ослабление звука с расстоянием? К этому явлению приводит ряд причин, и одна из них заключается в следующем. Обычно звуковые волны распространяются от источника в виде шаровой или вообще расходящейся волны. Шаровая, или сферическая звуковая волна со временем заполняет все больший объем; движения частиц воздуха, вызванные источником звука, передаются все увеличивающейся массе воздуха. Поэтому с увеличением расстояния движение частиц воздуха все более ослабевает. Как же происходит это ослабление в зависимости от расстояния от источника?

Следующее простое рассуждение позволяет ответить на этот вопрос. Окружим источник Q сферой радиуса R - поверхность этой сферы имеет величину . Если сила звука источника равна I₀, и со временем она не изменяется, то через эту поверхность будет проходить столько же звуковой энергии, сколько ее испускает источник, т. е.

где , — сила звука на единицу поверхности (1 см²) сферы S. Таким образом,

,

т.е. интенсивность сферической звуковой волны убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. Поэтому для передачи звука на значительные расстояния желательно концентрировать его в заданном направлении; чтобы нас было лучше слышно, мы прикладываем ладони ко рту или пользуемся рупором.