ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Рефракция, обусловленная различиями температуры из "Динамическая теория звука " Вопросы, связанные с распространением волн в неоднородной среде, могут быть рассмотрены только в общих чертах, при помощи понятий, заимствованных из геометрической оптики. Если имеет место резкое изменение свойств среды на некоторой поверхности, то закон распространения волн, конечно, изменится. В случае, если размеры поверхности и ее радиус кривизны велики по сравнению с длиной волны, мы будем иметь дело с явлениями регулярного отражения и преломления, как и в оптике. Случаи настоящих разрывов непрерывности параметров среды, разумеется, не встречаются в действительной атмосфере, но теория практически останется прежней, если изменения свойств будут происходить на расстоянии, малом по сравнению с длиной волны. [c.274] С другой стороны, когда свойства среды меняются непрерывно так, что изменение свойств среды на длине волны незначительно, распространение происходит аналогично рефракции света в атмосфере эти вопросы рассматриваются обычно в книгах по оптике и астрономии. В атмосфере однородного покоящегося газа различия в скорости звука могут возникнуть только вследствие различий в телшера-туре ( 59). Рефракцией, обусловленной различием температуры по высоте, занимался впервые Осборн Рейнольдс (1876). Предположим, что, как это обычно бывает, температура уменьшается при увеличении высоты над землей. Так как скорость звука пропорциональна корню квадратному из абсолютной температуры, то нижние части фронта волны будут распространяться с большей скоростью, чем верхние, так что фронт, который первоначально был вертикальным, будет по мере движения все больше и больше отклоняться вверх. Следовательно, на достаточном расстоянии звук будет в большей части проходить над головой наблюдателя, а те остаточные эффекты, которые наблюдатель все же услышит, будут обусловлены дифракцией. [c.274] Напротив, при увеличении температуры с высотой над землей фронты волн будут загибаться вниз и интенсивность звука на заданном расстоянии будет больше, чем в случае температуры, постоянной по высоте. Такие условия иногда встречаются в атмосфере ясной иочью после теплого дня, когда поверхность земли охлаждается вследствие излучения тепла и нижний слой атмосферы оказывается холоднее, чем вер-хние слои. [c.275] Эта теория в дальнейшем была развита Рэлеем при помощи понятия о звуковых лучах. Если поверхности равных скоростей представляют собой горизонтальные плоскости, то все лучи будут проходить в вертикальных плоскостях. Кривизну луча можно вычислить непосредственно методом, предложенным проф. Джемсом Томсоном ). [c.275] Это II есть закон преломления. Обратно, из (6) можем получить формулу (3). Если величина с задана как функция от у, то уравнение (6) определяет траектории лучей. [c.276] Лордом Кельвином (1862) было показано, что это—-состояние, в которое атмосфера придет под действием только одних конвекционных потоков, при отсутствии теплопроводности и излучения. Следовательно, равновесие является нейтральным. Если температура уменьшается при поднятии быстрее, то равновесие делается неустойчивым. [c.276] Вернуться к основной статье