Область ближнего поля

Основные упрощающие предположения таковы 1) интересующий объект находится на очень большом расстоянии от линзы, а его угловой размер столь мал, что атмосфера воздействует на все части объекта одинаковым образом, по крайней мере в течение большого времени усреднения 2) на некотором конечном расстоянии г перед линзой, формирующей изображения, имеется турбулентность, однородная и изотропная в этой области 3) система, формирующая изображение, расположена глубоко внутри области ближнего поля наиболее значительных турбулентных вихрей, так что в хорошем приближении можно считать, что всякий луч, падающий на неоднородную среду, просто задерживается этой средой без существенного искривления (данное предположение приемлемо только при г оА). [c.383]

Это выражение — основной результат нащего анализа для области ближнего поля. Конечно, чтобы найти полную ОПФ, найденную в (8.5.41) ОПФ нужно умножить на ОПФ оптической системы в отсутствие атмосферной турбулентности. [c.388]

Область ближнего поля 412 [c.516]

Распределение этого количества движения, однако, имеет весьма своеобразный характер большой отрицательный вклад в малой области между источником и стоком, который обусловлен непосредственным течением из источника в сток, компенсируется равным положительным вкладом, распределенным по всей области ближнего поля источника. На рис. 5 видно, что такое распределение получается как разность между распределением, представленным на рис. 4, и точно таким же распределением, но сдвинутым в центр стока. Оно имеет два разрыва один —д Ц) в стоке и другой - -д (1) в источнике. [c.46]

Вблизи границы зоны смешения турбулентной струи пульсации давления не совпадают по фазе с пульсациями скорости. Это так называемая область ближнего акустического поля струи, где не выполняются характерные для дальнего акустического поля соотношения, согласно которым расстояние от источника до приемника звука должно быть велико по сравнению с размерами источника и длиной звуковой волны. [c.31]

Резонансные свойства ближних полей решеток из брусьев можно изучать и на основе анализа распределения наводимых на элементах токов [67, 127]. При этом метод интегральных уравнений является наиболее удобным аппаратом для решеток с произвольным контуром брусьев, однако его эффективная реализация в резонансной области изменения па- [c.98]

Чтобы наблюдать картину в ближней зоне (френелевская область), мы можем в принципе поместить фотографическую пластинку на пути лазерного пучка на расстоянии, значительно меньшем D для исследования же дальнего поля нужно поставить пластинку на расстоянии, значительно большем D. На практике ближнее поле молено наблюдать, фокусируя фотокамеру на конец лазерного стержня, как показано на фиг. 3.9. При этом объектив можно с большой точностью настроить на конец стержня, фокусируя его на небольшие царапины и трещины. Чтобы наблюдать дальнее поле, объектив настраивают на бесконечность, что также показано на фиг. 3.9. Распределение интенсивности на пленке в этом случае можно считать [17 идентичным тому, которое возникло бы без оптических элементов, если бы пленка была расположена на бесконечном расстоянии. В некоторых камерах из-за наличия внутренних апертур неизбежны тени и виньетирование, которые могут затемнить часть картины. Такие эффекты можно проанализировать, пользуясь схемами хода лучей. [c.51]

Таким образом, если известно распределение звукового давления в непосредственной близости к поверхности цилиндра, то, применяя формулу поля первой краевой задачи (III.6.1), получаем формулы для пересчета функции ближнего поля в функции для областей, удаленных от поверхности излучателя. [c.255]

Таким образом, расстояние до начала области дальнего поля превышает длину ближней зоны в раз [c.269]

Наиболее точные методы измерения скорости распространения и коэффициента поглощения звука в веш естве основаны на предположении, что в экспериментальной установке создается плоская волна. Однако излучатели конечных размеров создают в ближней области плоское поле, искаженное дифракционными эффектами на краях излучателя даже в случае, если излучатель вставлен в бесконечный жесткий экран. Обычно в измерениях скорости распространения и коэффициента поглощения звука в веществе используют пьезоэлектрические пластины. В эхо-методах и в методе акустического интерферометра излучающая и приемная пластины могут быть совмещены. [c.280]

Заметим, что даже при условии компактности к 2п) пара источник — сток генерирует поле диполя только там, где I] это поле включает в себя и дальнее поле, где Я/(2л), и ближнее поле. Таким образом, область, где г сравнимо с I, не включается даже в ближнее поле диполя. Если этой области нужно дать какое-либо название, то подходящим будет термин типа ближайшее поле . В ближайшем поле, где пара источник — сток даже приблизительно не является диполем, нужно пользоваться уравнением (86). Вне этой области справедливо дипольное приближение, приводящее к уравнению (92), в котором в ближнем поле более существенным является первый член, а в дальнем поле — второй. [c.44]

Для того чтобы установить, что поле давления близко к полю давления точечного источника, здесь не обязательно рассматривать дальнее поле мы должны лишь исключить ближайшее поле (см. разд. 1.5), а не все ближнее поле . Однако некоторые более сложные области, содержащие источники, генерируют звук, близкий к точечному источнику только в своих дальних полях. Эти компактные области источников (довольно часто встречающиеся) содержат как точечные источники, обусловленные расходом массы, так и диполи, возникающие под действием внешних сил, причем ближние ноля, обусловленные теми и другими, оказываются сравнимыми. В разд. 1.5 было показано, что в таком случае дальнее поле диполя мало по сравнению с полями отдельных источников. Следовательно, когда суммарная напряженность не на много меньше, чем напряженности отдельных источников, суммарное поле давлений от источников будет главным в дальнем поле, где оно близко (как показывает рис. 6) к полю давлений одного точечного источника с напряженностью, в точности равной их суммарной напряженности. [c.49]

НОСТИ ближнего поля. На рис. 4.13 показано, как небольшие осцилляции давления в направлении акустической оси могут обеспечить на практике более широкую область однородного [c.231]

Рис. 4.17а. Рассчитанное относительное давление (ХЮ ) в квадранте плоскости в ближнем поле решетки Научно-исследовательской лаборатории ВМС на озере Сенека [19]. Расстояние по оси Я=250,0000 см, или 10,000 длин волн. Частота 6 кГц, Я=25 см. Ломаной линией показана граница области, в пределах которой

Рис. 4.176. Рассчитанные относительные фазы звукового давления в квадранте плоскости в ближнем поле решетки Научно-исследовательской лаборатории ВМС на озере Сенека [19]. Расстояние по оси Я=250,0000 см, или 10,000 длин волн. Частота 6 кГц. Расстояние между излучателями 20 см. = 26, т=36. Решетка 50 X 50. Ломаной линией показана граница области, в пределах которой фазовый угол имеет постоянное значение с точностью до 5 ",

Ряд Фурье (2.40) с коэффициентами 3 для цилиндра со слоем с не слишком большими волновыми диаметрами очень быстро сходится. Это указывает на то, что для количественного описания дальнего поля достаточно знать значения нескольких первых коэффициентов 5 . Аналогичную оценку можно выполнить и для ближнего поля. В области / звуковое давление с учетом выражений (2.11) и [c.51]

Отметим также следующее обстоятельство. Выше предполагалось, что амплитуда звукового давления в волне, падающей на цилиндр, может быть определена как в p v. Однако ближнее поле направленного излучателя является неравномерным. В зоне Френеля наблюдаются интерференционные максимумы и минимумы, причем амплитуда звукового давления в максимумах может вдвое превосходить среднюю величину р . Если рассеивающий цилиндр попадает в область, где звуковое давление максимально, то и амплитуда звукового давления в рассеянном поле будет вдвое больше средней величины р . [c.167]

Ближняя зона преобразователя характерна не только немонотонным изменением сигнала вдоль оси преобразователя, осцилляции также наблюдают при смещении точки В в сторону от оси. Например, в точке х=0,5хс на оси наблюдают минимум, но на некотором расстоянии от оси будет максимум. Среднее значение амплитуды на площади круга, равного преобразователю, соответствует Ро с погрешностью не более 20%. Если построить лучевую трубку, опирающуюся на контур преобразователя (рис. 1.34, б), то 80% энергии излучения в ближней зоне будет оставаться в пределах этой трубки. Эти энергетические соображения лежат в основе схематического представления о ближнем поле преобразователя, как о параллельном пучке лучей. Такое представление более точно справедливо для поля в непосредственной близости от преобразователя. В области x[c.79]

Впервые в истории науки область ближнего поля изучена Френелем, а область дальнего поля — Фраунгофером. Поэтому ближнее поле иногда называют областью Френеля, а дальнее облаб ть/о Фраунгофера. [c.269]

Остановимся на особенности, связанной с решением рассматриваемой задачи методом задачи Римана — Гильберта. Речь пойдет о расчете ближних полей решетки в средневолновой области (и — 1). Алгоритм метода задачи Римана — Гильберта обеспечивает высокую точность расчета комплексных амплитуд распространяющихся и затухающих гармоник [25,631. Это позволяет учитывать вклад всех основных составляющих дифракционного спектра в формирование полного ближнего поля структуры. Примеры реализации такой возможности представлены на рис. 14—16 в виде линий постоянной амплитуды и фазы электрического поля, а также потока энергии вблизи решетки при возбуждении ее нормально падающей -по-ляризованной волной [2021. [c.45]

Энергетические характеристики рассеяния, определяемые модулями амплитуд распространяющихся гармоник, позволяют построить лишь упрощенную модель (взгляд из дальней зоны) сложных процессов, происходящих при дифракции волн на решетках. Полное их понимание может дать только анализ полей в непосредственной близости от решетки (ближняя зона). В этой области существенный вклад (иногда определяющий) в информацию о рассеянном поле вносят затухающие гармоники, представляющие собой медленные неоднородные волны, распространяющиеся вдоль структуры. Представленные на рис. 48—50 характеристики ближних полей подробно проанализированы в [25, 201, 202, 247]. Сделаем лишь краткий обзор полученных ранее результатов. Картина магнитного поля для Я-поляризации приведена на рис. 48. Как и в случае -поляри-зации (см. рис. 15), при к = 1 наступает поверхностный резонанс (плюс и минус первые гармоники пространственного спектра распространяются в режиме скольжения). При Я-поляризации резонанс характеризуется тем, что коэффициент прохождения уменьшается, хотя величина амплитуды поля под решеткой в точках максимумов довольно велика. Над и под решеткой образуются двойные вихри энергии с центрами в z — Х/4 + пк/2, п =0, 1,. .. Вихри занимают значительную часть пространства, а вокруг них с центрами в z = /4 образуются замкнутые трубки потока энергии. В щели трубки противоположных направлений касаются друг друга. Все же в этом месте амплитуда поля отлична от нуля. [c.96]

И найдем потенциал низкочастотного (ka 1) осциллирующего цилиндра в областях ближнего (kr- -0) и дальнего (kr- oo) поля [c.227]

Следует заметить, что ближнее поле отделено от дальнего некоторой переходной областью, которая имеет протяженность от г[ до гд (где гд.координата начала области дальнего поля). Величина 2д условна и определяется степенью приближения, по которому можно принят]э sinp p. Для оценки этого приближения запишем sinp в виде ряда [c.269]

Для схемы ОВФ с фокусировкой спекл-неоднородного излучения в объем рассеивающей среды переход к режиму насыщения приводит к дополнительному увеличению точности ОВФ. Это связано с пространственным перемещением области преобразования энергии волны накачки в стоксову волну из зоны каустики в дофокаль-ную область. В этой области структура поля накачки, а значит и бриллюэновского усиления ближе к полю накачки на линзе, чем в ее фокусе, что приводит к улучшению воспроизведения излучения в ближней зоне. В эксперименте наблюдается некоторое возрастание Яу1.л и Яо с увеличением коэффициента отражения ВРМБ-зеркала У . Однако присутствие в отраженном излучении даже относительно небольшой доли необращенной компоненты (10—40 % по энергии [61—631) приводит к сильной изрезапности распределения в ближней. зоне с глубиной. модуляции (/ а —/т1п)//тах 1 — [c.168]

Действительно, пусть область локализацш незавершенного сдвига имеет протяженность s. Ближнее поле упругих напряжений такого дефекта, находящегося в поле приложенного напряжения т, характеризуется, вообще говоря, величиною T(s/r) % а плотность упругой энергии составляет w r) — x sl2Er (Е — модуль упругостп г — расстояние данной точки от некоторой точки, лежащей на интервале s, s г Го, где го — [c.179]

Таким образом, оставляя в стороне зависимость поля давления диполя от направления, т. е. от os0, мы видим, что оно имеет двойственную структуру зависимости от г (i) в дальнем поле (94) избыточное давление описывается членом, пропорциональным г , который является следствием разности фаз сигналов от двух одинаковых источников с напряженностью противоположного знака (эта разность фаз обусловлена различием г с во времени прибытия сигнала в точку наблюдения (ii) в ближнем поле доминирующим является член, пропорциональный обусловленный разностью в степени сферического ослабления двух сигналов. Такая двойственная структура резко отличается от случая точечного источника, для которого избыточное давление (71) меняется как для всех г и дальнее ноле определяется просто как область, где выполняется соотношение (81), дающее тот же закон изменения радиальной скорости щ, что и в плоском случае. [c.43]

ОДИН небольшой боковой лепесток, или небольшие осцилляции давления в ближнем поле. Эффект расширения области однородного давления в такой же степени применим к поперечному направлению, как и к осевому. Оптимизация значений тип, заключаюшаяся в том, чтобы получить по возможности большую область плоской волны при допустимых отклонениях от однородного распределения давления, составляет главную проблему конструирования решетки Тротта. [c.232]

Рабочая поверхность решетки имела площадь 112 см конструктивно она располагалась между проволочными сетками, служащими электрическим экраном. Четыре угловых элемента поставлены не были. Спадание характеризуется параметрами т = 9 и которые были выбраны по рис. 4.16. На рис. 4.19 представлено распределение измеренной относительной амплитуды звукового давления в ближнем поле на центральной частоте. Ширина области однородного давления составляет 60—70 см, тогда как размеры неспадающей области решетки, определяемые величиной т—п, ограничиваются только четырьмя интервалами и составляют 40 см. Расширение зоны однородного поля обусловливается до некоторой степени произвольным выбором критерия однородности. Амплитуда элемента, который характеризуется коэффициентом спадания 0,97, отличается менее чем на 0,5 дБ от максимального значения амплитуды, и по этой причине можно ожидать, что однородность порядка +0,5 дБ будет выходить за пределы расположения элементов с неспадающими амплитудами. Ширина области, однородность которой находится в пределах 1 дБ, доходит почти до местоположения элементов с коэффициентом спадания 0,80. Второй причиной увеличения протяженности однородного поля является эффект, который иллюстрирует рис. 4.13, т. е. преднамеренное включение в диаграмму направленности небольших боковых лепестков в дальнем поле или небольших осцилляций давления в ближнем поле. [c.240]

Звук, возникающий в водной среде, описывается двумя переменными скоростью частиц среды или смещением — интегралом от скорости частиц — и давлением на единицу площади. Эти две особенности присущи звукам, распространяющимся как от простейшего монопольного точечного источника, так и от более сложного дипольного источника звука, который по своим характеристикам ближе к источникам естестве 1ного биологического излучения водных животных. Скорость частиц, или амплитуда смещения частиц, является векторной величиной, которая уменьшается с увеличением расстояния (г) от точечного источника звука, как 1/г . Область вблизи источника называется ближним полем источника. В ней отмечаются преимущественно эффекты смещения частиц среды. [c.513]

Теоретические предпосылки анализа пространственного расположения источника звука представлены в цитированной выше работе Бергайка, который аргументирует возможность локализации только в ближнем поле источника. Хотя сам факт локализации звука у рыб был обнаружен еще в 1935 г. Фришем и Диграфом, вопросы о способах ее осуществления остаются открытыми. Например, отсутствует полный перечень преимуществ специализированных адаптивных связей лабиринта через цепь косточек с плавательным пузырем, не описаны свойства детектирующей системы, ее функциональная ориентация, биологическое значение, область использования и мн. др. Обзор проблем, связанных с локализацией объектов под водой, дан в работе (Shuijf, Buwalda, 1980). [c.526]

Как показывают эксперименты, акустическое поле в левитаторе — это всегда комбинация ближнего поля излучателя и поля стоячих волн, что ведет к образованию в объеме камеры строго ограниченных областей, так называемых энергетических ям , в которых происходит устойчивая фиксация образцов с размерами, меньшими Х/2. На рис. 5.1 схематически показано распределение звукового давления и положение взвешенных частиц в так называемом одноосевом левитаторе [13], состоящем из поршневого излучателя радиусом р в две длины волны в воздухе и с плоским рефлектором, помещенным на расстоянии пк 2. Плоскости минимальной потенциальной энергии, в которых фиксируются образцы, почти совпадают с плоскостями минимального звукового давления, нормальными к оси излучателя. В горизонтальной плоскости зоны устойчивой левитации также совпадают с областями мцнимального давления, [c.131]

В заключение отметим следующее. Предыдущее рассмотрение было сосредоточено на анализе структуры ближнего поля в окрестности областей изменения сечения волновода. В таких областях существенную роль играют неоднородные волны, возбуждающиеся в волноводе Если же рассматривать значения амплитуд распространяющихся волн в правой части волновода (Фщ), то можно отметить, что метод простой редукции в состоянии обеспечить их определение с довольно высокой точностью. В рассматриваемой задаче даже в случае N = 3 бегущая волна в области II определяется практически точно. Это полезно иметь в виду, чтобы излишне не усложнять расчетную схему задачи, если определение интересующих величин можно получить более просто Такой подход неоднократно используется в последующем изложении, а сравнение результатоп простого и усложненного расчетов мно-ижратно подтверждает его эффективность. [c.37]

На рис. 78 представлены распределения амплитуды (кривые /, 2) и фазы (кривые 3, 4) звукового давления, рассчитанные с учетом выражения (3.36) (для областей / и // соответственно). При этом г — и 2го/Х = 0,6. Как видно, на участке О 0 0 амплитуды давлений с графической точностью совпадают. Фазы давлений совпадают несколько хуже в зоне углов О < 6 0,946о отличие составляет 2— 3 % в зоне углов 0,940о 0 0 это отличие несколько больи е В целом же отличия амплитуд и фа давления, рассчитанные по формулам (3.76), на поверхности г = достаточно малы и обеспечивают хорошую точность при оценке диаграммы направленности и импеданса излучения. Оценки локальных значений ближнего поля можно уверенно производить во всей области существования поля, за исключением точек, лежащих в непосредственной близости от ребер трубы. При необходимости вычисления поля в этих точках следует использовать метод, изложенный в работе [331. [c.141]

На рис. 7.4.17, а показано ближнее поле излучения ДГС-лазера на GaAs — ALGai j As с широким контактом, на рис. 7.4.17,6 — изменение интенсивности излучения, измеренное при развертке одной строки в видиконе с кремниевой мишенью. Отдельные локализованные области стимулированного излучения называют каналами генерации. Визуальное наблюдение воз-йикновения каналов в инфракрасном микроскопе является удобным методом определения порога в лазерах с широким контактом. При увеличении тока число каналов генерации увеличивается. По всей вероятности, каждый канал имеет свой собственный порог генерации. Лазеры с высокой дифференциальной эффективностью имеют наиболее однородное ближнее поле. В 2 гл. 8 обсуждается влияние однородности ближнего поля [c.224]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...