ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Моделирование в волновой кювете из "Волны в жидкостях " Можно получить экспериментальное подтверждение всех существенных результатов, приведенных в разд. 1.4—1.7, если позаботиться о хорошо калиброванных микрофонах в условиях, когда они регистрируют звук, порожденный лишь в области источника (что обычно требует работы в звукопоглощающей камере) и об оборудовании для измерения амплитуд любых колебаний посторонних тел в жидкости, а также аэродинамических сил, которые нм противостоят. С другой стороны, эксперименты, которые связаны не столько с реализацией явлений генерирования звука, сколько с их моделированием, обладают некоторыми важными преимуществами, так как они позволяют понять основные принципы явления отчасти потому, что их гораздо легче провести, но главным образом потому, что они дают возможность простым визуальным наблюдением получить представление о явлен1ш в целом. [c.60] При этом моделировании звуковые волны заменяются волнами ряби в кювете со стеклянным дном, наполненной водой на глубину 5 мм. Причина для специального выбора глубины 5 мм станет ясной в гл. 3, где объясняется тесная связь между звуковыми волнами и волнами ряби в воде определенной глубины по существу, распространение таких волн ряби зависит от баланса между инерцией движения первоначально горизонтально расположенной воды в мелком слое и своего рода заменителем сжимаемости , в котором силы тяжести и поверхностного натяжения сочетаются таким образом, что дают понижение давления всюду, где дивергенция горизонтальной составляющей скорости приводит к локальному уменьшению глубины, и повышение давления всюду, где отрицательная дивергенция вызывает увеличение глубины. При глубине 5 мм с достаточной точностью можно полагать, что комбинация указанных эффектов порождает волны ряби со скоростью, которая подобно скорости звуковых волн в воздухе не зависит от длины волны. [c.60] На рис. 9 показано взаимное расположение двух таких плунжеров, необходимых для создания поля пары источник — сток. Когда они поднимаются и опускаются с одинаковой частотой и с одинаковой амплитудой, но со сдвигом фазы на 180°, то в результате получается, как на рис. 10, волновое поле диполя (в кинофильме снова видны разбегающиеся тени волн). Направление оси пары источник — сток совпадает с направлением север — юг на рис. 10, на котором видна характерная для диполя зависимость от направления через os 9 в частности, амплитуда убывает до нуля в направлении восток — запад (0 = я/2), где существует сдвиг фазы на 180° между волнами, для которых os 0 положителен, и волнами, для которых os 0 отрицателен. [c.63] ДИПОЛЯ, согласно формуле (112), обращается в нуль. Эт. означает, что тело, расположенное слева, не может создавать волн, и, действительно, мы не видим кольцевых теней волн с центром в этой точке. [c.68] Приводя нашу последнюю картину волновой кюветы, мы не только заглядываем далеко вперед, затрагивая излучение квадруполя, которому будет посвящен разд. 1.10, но преследуем и еще одну цель подтвердить допустимость проведенной в в разд. 1.7 процедуры смещения диполей, при которой предполагалось, что они сдвигаются в другую точку, находящуюся на расстоянии, много меньшем длины волны. Рис. 15 следует сравнить с рис. 13 на нем также представлен случай, когда два вертикальных стержня колеблются в направлении север — юг около неподвижных точек, одна из которых расположена к востоку от другой. Амплитуды движения обоих стержней снова совпадают и такие же, как на рис. 13. Однако на рис. 13 стержни двигались в фазе, тогда как на рис. 15 их фазы различаются на 180°. [c.68] Таким образом, если на рис. 13 представлена сумма волновых полей двух диполей, создающих, как указано выше, дальнее поле, близкое к полю точечного диполя, в подтверждение того, что смещение не вносит большой разницы, то рис. 15 дает дальнейшее обоснование такого утверждения, реально показывая разность между волновыми полями одинаковых диполей, расположенных в различных точках. Относительная интенсивность теней волн на двух рисунках позволяет усмотреть, что дальнее поле для этой разности (рис. 15) действительно оказывается слабым по сравнению с дальним полем суммы диполей (рис. 13). [c.68] Вернуться к основной статье