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つである。1つはMKS単位、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でください。

説明

音波が物質を通過すると、音圧によって物質の粒子が運動します。音の固有インピーダンスとは、音圧とそれが生み出す粒子速度の比です。

比音響インピーダンスは次のように定義される: ^{[ 6 ]}

{{\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、および粒子速度の位相ベクトル、は位置、は周波数です。 ${\underline {Z}},{\underline {p}}$ ${\underline {v}}$ $\mathbf {r}$ $\omega$

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る。 ^{[ 6 ]}

{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、摂動を受けていない媒体（つまり、媒体中を音波が伝わっていないとき）における音の密度と速度です。 ${Z_{0}}$ ${\rho_{0}}$ ${c_{0}}$

粘性媒体では、圧力と速度の間に位相差があるため、特定の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。 ${\下線 {Z}}$ ${Z_{0}}$

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を使用しています。テキストでは、明確さを保つために「MKSレイル」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/メートルであり[ 7 ]、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）に相当します。SI基本単位では、kg·s ⁻¹ ·m ⁻²となります。^[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バリー秒/センチメートル（ba·s·cm ⁻¹）、または1ダイン秒/立方センチメートル（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

Ainslie, MA (2010),ソナー性能モデリングの原則, Springer
アンヘルセン、ビョルン (2000)。超音波画像診断。 Vol. I. トロンハイム、ノルウェー: Emantec。ISBN 82-995811-0-9。
Beranek, LL (1986)、音響学、アメリカ物理学会
コボルド、リチャード・SC (2007). 『バイオメディカル超音波の基礎』ニューヨーク: オックスフォード大学出版局. ISBN 978-0-19-516831-0。
キンスラー、LE; フレイ、AR (1962)、音響学の基礎（第2版）、ワイリー
Kinsler, LE; Frey, AR; Coppens, AB; Sanders, JV (2000)、『音響の基礎』（第 4 版）、ニューヨーク： John Wiley & Sons, Inc.
Morfey, CL (2000)、『音響学辞典』、学術出版社
Rossing, TD (2007)、Springer Handbook of Acoustics、Springer、p. 60