Распространение звука в пространстве

Распространение звука в пространстве осуществляется звуковыми волнами. Упругими, или механическими, волнами называются механические возмущения (деформации), рас­про­стра­няющие­ся в упругой среде. Тела, которые, воздействуя на среду, вызывают эти возмущения, называются источниками волн. Распространение упругих волн в среде не связано с переносом вещества. В неограниченной среде оно состоит в вовлечении в вынужденные колебания все более и более удаленных от источника волн частей среды.

Упругая волна является продольной и связана с объемной деформацией упругой среды, вследствие чего может распространяться в любой среде — твердой, жидкой и газообразной.

Когда в воздухе распространяется акустическая волна, его частицы образуют упругую волну и приобретают колебательное движение, распространяясь во все стороны, если на их пути нет препятствий. В условиях помещений или иных ограниченных пространств на пути звуковых волн возникает множество препятствий, на которые волны оказывают переменное давление (двери, окна, стены, потолки, полы и т.п.), приводя их в колебательный режим. Это воздействие звуковых волн и является причиной образования акустического канала утечки информации.

Акустические каналы утечки информации образуются за счет (рис. 6.4):

· распространение акустических колебаний в свободном воздушном пространстве;

· воздействия звуковых колебаний на элементы и конструкции зданий;

· воздействия звуковых колебаний на технические средства обработки информации.

Рис. 6.4. Образование акустических каналов

Механические колебания стен, перекрытий, трубопроводов, возникающие в одном месте от воздействия на них источников звука, передаются по строительным конструкциям на значительные расстояния, почти не затухая, не ослабляясь, и излучаются в воздух как слышимый звук. Опасность такого акустического канала утечки информации по элементам здания состоит в большой и неконтролируемой дальности распространения звуковых волн, преобразованных в упругие продольные волны в стенах и перекрытиях, что позволяет прослушивать разговоры на значительных расстояниях.

Еще один канал утечки акустической информации образуют системы воздушной вентиляции помещений, различные вытяжные системы и системы подачи чистого воздуха. Возможности образования таких каналов определяются конструктивными особенностями воздуховодов и акустическими характеристиками их элементов: задвижек, переходов, распределителей и др.

Канал утечки речевой информации можно представить в виде схемы, приведенной на рис. 6.5.

Рис. 6.5. Схема канала утечки речевой информации

При этом

N = L = 20 lg, а Р = 2×10^-5×10 [Па]

Среды распространения речевой информации по способу переноса звуковых волн делятся на:

· среды с воздушным переносом;

· среды с материальным переносом (монолит);

· среды с мембранным переносом (колебания стекол).

Среда распространения определяет звукоизоляцию, которая характеризуется коэффициентом звукопроницаемости:

t =;

для диффузного поля

t = sin 2q dq

Диффузное поле — это результат наложения множества плоских волн со случайными направлениями фаз амплитуд (однородных, пространственных) от различных источников.

Количество источников для создания диффузного поля

n» 10, иногда L