レイル

レイル^{[1] [2] [3] [4]}（記号レイル^{[5] [6] ）}は、比音響インピーダンスと特性音響インピーダンスの2つの単位のうちの1つであり、1つはMKS単位で、もう1つはCGS単位である。これらは体積あたりの運動量と同じ次元を持つ。

この単位は、第3代レイリー男爵ジョン・ウィリアム・ストラットにちなんで名付けられました。^[7]光子 束の単位である レイリーと混同しないように注意してください。

音波が物質を通過すると、音波の圧力によって物質の粒子が動きます。音の固有インピーダンスは、音圧とそれが生成する粒子速度の比率です。

比音響インピーダンスは次のように定義される: ^[6]

${\displaystyle {{\underline {Z}}(\mathbf {r} ,\omega )={\frac {{\underline {p}}(\mathbf {r} ,\omega )}{{\underline {v}}(\mathbf {r} ,\omega )}}}}$

ここで、 およびは特定の音響インピーダンス、圧力、および粒子速度位相ベクトル、は位置、は周波数です。 ${\displaystyle {\underline {Z}},{\underline {p}}}$${\displaystyle {\underline {v}}}$ ${\displaystyle \mathbf {r} }$${\displaystyle \omega}$

レイルは、媒体の固有の性質である特性（音響）インピーダンスにも使用されます。 ^[6]

${\displaystyle {Z_{0}=\rho _{0}c_{0}}}$

ここで、は特性インピーダンスであり、 およびは、乱されていない媒体（つまり、音波が伝わっていない媒体）内の音の密度と速度です。 ${\displaystyle {Z_{0}}}$${\displaystyle {\rho_{0}}}$${\displaystyle {c_{0}}}$

粘性媒体では、圧力と速度の間に位相差があるため、比音響インピーダンスは特性音響インピーダンスとは異なります。 ${\displaystyle {\underline {Z}}}$${\displaystyle {Z_{0}}}$

このセクションでは、同じ名前のユニットを区別するために下付き文字が使用されます。テキストでは、明確さを保つために「MKS rayl」と呼ばれることがよくあります。

比音響インピーダンスのMKS単位はパスカル秒/メートル^[7]であり、しばしばレイル(MKS: 1レイル = 1 Pa·s·m ⁻¹ )と呼ばれる。

MKS 単位とCGS単位は同じ名前ですが、量 (または単位) は同じではありません。

• MKS単位系では、1レイルは1パスカル秒/メートル（Pa · s ·m ⁻¹）、または1ニュートン秒/立方メートル（N·s·m ⁻³）に等しい。SI基本単位で表すと、kg·s ⁻¹ ·m ⁻²となる。^[6]

  1 レイル_MKS = 1 N⋅s/m ³ = 1 Pa⋅s/m = 1 kg/(s⋅m ² )

• CGS 単位系では、1 レイルは 1センチメートルあたり1バリー秒( ba·s·cm ⁻¹ )、または 1立方センチメートルあたり1ダイン秒 (dyn·s·cm ⁻³ ) に相当します。CGS 基本単位で表すと、g·s ⁻¹ ·cm ⁻²となります。

  1 レイル_CGS = 1 dyn⋅s/cm ³ = 1 ba⋅s/cm = 1 g/(s⋅cm ² )

• CGS 単位レイルは MKS 単位レイルの 10 倍の大きさです。

  1 レイル_CGS = 10 レイル_MKS

引用

出典

• 物理学の測定単位の辞書
• レイルの歴史と曖昧さについての議論