ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Волноводы с идеальными стенками из "Общая акустика " За исключением волны нулевого номера, фазовые скорости всех нормальных волн выше скорости звука в среде, а групповые — ниже этой скорости. При увеличении частоты фазовая скорость монотонно убывает, стремясь к с асимптотически сверху, а групповая — растет, стремясь к с снизу. При критической частоте фазовая скорость данной нормальной волны равна бесконечности, а групповая — нулю. Для данной частоты фазовая скорость тем выше (а групповая тем ниже), чем выше номер нормальной волны. Для неоднородных нормальных волн показатель экспоненты затухания тем больше, чем выше номер волны. [c.238] Набор критических частот в волноводе с жесткими стенками совпадает с набором собственных частот в трубе длиной к с жесткими крышками. При дальнейшем понижении частоты ниже критического значения распространение данной нормальной волны прекращается и она превращается в неоднородную. При этом распределение давления поперек волновода остается таким же, как и при частотах выше критической. Прекращение распространения пазывают запиранием волновода для данной нормальной волны. [c.239] Если волновод оказался запертым для какого-либо номера, то он будет заперт и для всех волн высших номеров. Для нулевой нормальной волны критической частоты нет (условно, для общности, можно считать, что критическая частота есть, но равна нулю) для нее волновод не запирается ни при какой конечной частоте, и эта волна в волноводе с жесткими стенками всегда распространяющаяся. Из других нормальных волн при данной частоте распространяются только те, для которых / С кк1п при частотах ниже первой критической (кк я высота волновода меньше половины длины волны звука данной частоты) распространяется только волна нулевого номера все остальные нормальные волны неоднородные. Следовательно, такая труба узкая (см. 61). [c.239] Узкие трубы часто применяют с целью получить в них плоскую волну (такие трубы применяются, например, для измерения импедансов материалов). Мы уже знаем, что в неограниченном пространстве создать плоскую волну невозможно, а в узкой трубе, какой бы излучатель ни создавал гармоническое звуковое поле, на некотором расстоянии от него в волноводе будет бежать только плоская волна вида остальные нормальные волны, которые могли создаться источником, неоднородные, и их поле быстро затухает при удалении от источника. В широкой трубе получить поле плоской волны в чистом виде трудно, так как в ней могут распространяться и волны высших порядков. Это обстоятельство ограничивает на практике поперечные размеры труб, используемых для создания в них плоских волн. [c.239] Фазовая скорость выражается через этот угол скольжения (как и для любого волновода) формулой (70.12). Групповая скорость в волноводе с жесткими стенками равна и = с os 0. Для наглядной интерпретации этого выражения достаточно представить себе, что вместо монохроматической волны взята волна с узким спектром — длинный цуг. В неограниченной среде скорость цуга равна с. Но в волноводе нормальная волна образована-последова-тельными отражениями плоской волны от стенок, происходящими подобно отражениям мяча, брошенного об стенку под углом 0. Цуг проходит зигзагообразный путь, двигаясь вдоль зигзагов со скоростью с. Поэтому вдоль оси волновода его перемещение происходит со скоростью с os 0, т. е. с групповой скоростью. [c.240] Углы скольжения этих волн определяются формулой (71.6). [c.241] Вернуться к основной статье