Волны комбинационные

При пересечении неоднородных звуковых волн принципиально возможно перераспределение звуковых полей вне области пересечения, вызванное тем, что одна из звуковых волн прошла по среде, возмущенной другой неоднородной волной конечной амплитуды. Это перераспределение, например, вызванное стационарными вихревыми потоками рассеивающей волны, может происходить без изменения частоты (аналогично обычному рассеянию). Более характерным является рассеяние с образованием волн комбинационных частот (аналогично комбинационному рассеянию). Последний эффект является типично нелинейным. Рассмотренное в литературе рассеяние звука на звуке относится к последнему типу и его правильнее было бы называть комбинационным рассеянием звука на звуке. Как уже отмечалось, под комбинационным рассеянием звука на звуке понимается возможность наблюдения волн комбинационных частот вне области взаимодействия двух ограниченных звуковых пучков. Здесь будет рассмотрено рассеяние в недиссипативной среде без дисперсии, в которой возможна только одна скорость распространения звуковых возмущений (газы или жидкости) особенности рассеяния звука на звуке в твердых телах рассмотрены ниже в гл. 8, 3. [c.90]

И имеет ширину а. В направлении оси Ох распространяется также хорошо коллимированная плоская волна. В [25, 26] рассмотрено только пересечение волн под прямым углом в [27] помимо такого же пересечения рассмотрено еще и взаимодействие волн под произвольными углами. Волны взаимодействуют в объеме (см. рис. 5). Рассеянная волна комбинационной частоты наблюдается в точке М, отстоящей от центра области взаимодействия на расстоянии г . [c.92]

В работе [25] теоретически и экспериментально было установлено рассеяние звука на звуке. Последующие теоретические работы [26, 27], а затем и экспериментальная работа [28] дали отрицательный результат (в [28] образование волны комбинационной частоты наблюдалось, однако не под теми углами, что следуют из теории [25] это рассеяние , как следует из дальнейшего, находит во всяком случае качественное объяснение). [c.92]

Помимо образования волн комбинационной частоты, при некоторых условиях могут генерироваться сложные волны, отличающиеся по [c.339]

В отличие от жидкостей без дисперсии, в твердых телах при выполнении резонансных условий становится возможным рассеяние звука на звуке с образованием волн комбинационных частот. Как следует из (8.67) (см, табл. 13), таких взаимодействий может быть достаточно много. За последнее время выполнено несколько экспериментальных [c.340]

При малых углах рассеяния (< 10°) значение к приближается к 0. поэтому в рассеянии будут участвовать поляритоны с частотой, меньшей По мере уменьшения угла рассеяния значение к и частота поляритонов уменьшаются и при к ко поляритоны практически совпадают со светом больших длин волн. Комбинационное рассеяние можно рассматривать как рассеяние в кристалле фотонов большой частоты на фотонах малой частоты. Такое рассеяние обусловлено нелинейной (по полю) природой взаимодействия (14.11). [c.80]

Рассеяние Ми и рэлеевское рассеяние могут иметь место при любых длинах волн. Флуоресцентное рассеяние происходит только в том случае, когда частота падающей волны лежит в полосе поглощения частицы. Оно вызывает переход в более высокое энергетическое состояние и излучение на частотах, равных или лежащих ниже, чем исходная частота. Этот случай называется стоксовой флуоресценцией. Излучение на более высоких частотах соответствует так называемой антистоксовой флуоресценции. Комбинационное рассеяние, хотя и является более слабым по сравнению с упомянутыми выше процессами рассеяния, тем не менее оказывается полезным благодаря тому, что оно происходит независимо от частоты падающей волны. Комбинационное рассеяние содержит ряд линий на частотах V VI, V V2,..., где V — частота падающей волны. Нижние частоты называются [c.247]

В предыдущем параграфе уже рассказывалось о взаимодействии двух плоских волн с частотами со. , бегущих в одном направлении. В условиях же эксперимента, разумеется, невозможно получить идеальные плоские волны, поскольку реальные излучатели формируют волну в виде пучка с конечными поперечными размерами. Поэтому та область, в которой пересекаются волны со , (02> всегда является ограниченной. Величина рассеянного звука, т. е. амплитуда волн комбинационных частот, обнаруживаемых вне области взаимодействия, может по-разному зависеть от размеров этой области. Такое различие позволяет говорить о возможности существования двух типов рассеяния звука па звуке, которые мы будем называть синхронным и дифракционным рассеяниями, [c.113]

Определение второго типа рассеяния — синхронного — соответствует термину- рассеяние в его обычном понимании. Поскольку в результате взаимодействия волн со , сОз внутри области их пересечения возбуждаются вынужденные волны комбинационных частот, в принципе возможно излучение из этой области. Необходимо только, чтобы суш ествовало такое направление, вдоль которого вынужденные распределенные источники могли синхронно возбуждать вторичную комбинационную волну. Однако в обычных акустических средах без дисперсии такого направления пе существует и синхронного рассеяния звука на звуке нет. [c.114]

Целый ряд характерных особенностей процесса генерации волн комбинационных частот может быть выяснен при рассмотрении оптически изотропной среды (кубический кристалл или изотропная жидкость). Не ограничивая общности, выберем направление оси у так, чтобы Щ, = 0. Как и в линейной задаче о преломлении, здесь можно по отдельности рассмотреть электромагнитную волну с частотой сов, поляризованную нормально к плоскости падения и возбуждаемую компонентой = =, и волну с электрическим вектором в плоскости хг, возбуждаемую компонентой нелинейной поляризации РТ, параллельной этой же плоскости. [c.128]

Подобного рода эксперименты по наблюдению и измерению гармоник (второй и более высоких номеров) в продольной волне, а также волн комбинационных частот при коллинеарном распро- [c.298]

Кюри точка) также наблюдается значительный рост 2-й гармоники. Н. в. УЗ-вых волн при их пересечении можно наблюдать, излучая в образец 3 (рис. 8) две волны, частоты к-рых 0)1 и 0)2 и угол пересечения р должны удовлетворять условиям синхронизма (5) при работе в импульсном режиме взаимодействующие импульсы, кроме того, должны одновременно проходить область взаимодействия. Рассеянная волна комбинационной частоты принимается приёмником 4 под углом у к первой из взаимодействующих волн так же как и при приёме 2-й гармоники, необхо-. дима фильтрация и усиление принятой комбинационной волны, т. к. её амплитуда составляет доли % от амплитуд взаимодействующих волн. [c.228]

Уравнение, описывающее изменение амплитуды волны комбинационного тона частотой о) = о)(/с), образующегося в результате взаимодействия волн с волновыми векторами к и к", т. е. при условии [c.233]

Отношение F/ , использованное в этих измерениях, определялось как отношение максимальной амплитуды сигнала флюоресценции к максимальной величине составляюшей комбинационного рассеяния, которую получали вычитанием составляющей флюоресценции из общего сигнала на длине волны комбинационного рассеяния. [c.515]

Как известно, частный интеграл линейных уравнений такого вида представляет собой сумму членов с такими же экспоненциальными множителями, какие стоят в свободных членах (правых сторонах) уравнений, и с надлежащим образом подобранными коэффициентами. Каждый из этих членов соответствует бегущей волне с частотой (Oj 0)2 и волновым вектором к kj (частоты, равные сумме или разности частот исходных волн, называют комбинационными). [c.145]

Таким образом, эффекты ангармоничности третьего порядка приводят к тому, что на совокупность основных монохроматических волн (с частотами oj, oj,. .. и волновыми векторами kj, ка,. ..) налагаются некоторые волны слабой интенсивности с комбинационными частотами вида Wj и волновыми векторами [c.145]

Все сказанное об усилении рассеянного света относилось к стоксовой компоненте. Антистоксово рассеяние есть процесс, обратный стоксовому, и для него имеет место не усиление, а ослабление интенсивности. Причина появления мощного антистоксова излучения иная, и для ее выяснения целесообразно исходить из классических представлений о природе комбинационного рассеяния, изложенных в 162. Согласно последним комбинационное рассеяние возникает в результате модуляции поляризуемости молекул колебаниями их ядер.. Рассмотрим, ради простоты, случай двухатомной молекулы и обозначим через изменение расстояния между ядрами в сравнении с его равновесным значением. Дипольный момент молекулы, индуцированный полем световой волны, записывается в виде [c.856]

Итак, основные результаты наблюдения вынужденного комбинационного рассеяния, перечисленные в начале параграфа, объясняются с помощью представлений об усилении стоксова рассеяния и об интерференции вторичных антистоксовых волн, возникающих в результате раскачки ядер молекул под действием возбуждающего и первого стоксова излучений. [c.859]

Наиболее полное объяснение комбинационного рассеяния может быть дано только с точки зрения квантовой теории. Однако это явление можно рассмотреть и на основе классических представлений. Рассеяние света определяется изменением дипольного момента р молекулы под влиянием электрического поля световой волны Е (см. 16.1 и 23.2) [c.125]

Частоты Vг характеризуют собственные внутренние колебания молекул, поэтому новые линии в спектре рассеянного света являются комбинационными линиями, в них выражается комбинирование частоты падающей световой волны с частотами внутренних колебаний молекул. Отсюда этот вид рассеяния и получил название комбинационного. [c.126]

Условие (12.2.18) следует из того, что на расстоянии х = д кр наклоны прямой О А и кривой sin(w/iy) в точке н = 0 становятся одинаковыми. Если формально продолжать построение для х> л кр, то и оказывается неоднозначной функцией времени, что физически абсурдно. На самом деле, волна в точке разрыва х = имеет скачок напряжения, т. е. является ударной волной. Этот разрыв с определенной скоростью распространяется вдоль системы. Постепенно ударная волна принимает треугольную форму, однако ее амплитуда убывает по мере увеличения х. Искажение формы волны связано с перекачкой энергии из колебания с основной частотой в гармоники. Можно показать, что в начале образуется вторая гармоника, а затем в результате нелинейного взаимодействия появляются волны комбинационных частот. Необходимо отметить, что любая волна независимо от формы, которую она имеет в начале линии х = 0), на определенном расстоянии принимает треугольную форму. Затухание ударной волны можно объяснить, если предположить, что последовательно с нелинейной емкостью имеется погонное сопротивление г. Затухание каждого из бесконечного числа компонент ударной волны в этом случае будет определяться выражением ехр ( — блшл ). Отсюда следует, что при г-)-О (б- О) для компонент высоких частот (п- -со) будет характерно конечное затухание, что и приводит к убыли амплитуды ударной волны на расстояниях х>х р. Основная диссипация энергии происходит в области разрыва, причем наличие активного сопротивления г ограничивает крутизну переднего фронта ударной волны. Крутизна изменения напряжения вблизи х = Хкр тем меньше, чем больше т. [c.379]

Другой вопрос, который возникает в связи с принципом суперпозиции,— это вопрос о комбинационном рассеянии звука на звуке. Процесс взаимодействия двух волн, распространяющихся в одном направлении, может интерпретироваться как рассеяние звука на звуке, а искажение монохроматической волны — как самодепствие или са-морассеяние . Однако в этих случаях область взаимодействия является одновременно и областью, где наблюдаются различные эффекты взаимодействия и искажения. Под комбинационным рассеянием звука на звуке иногда понимается возможность наблюдения волн комбинационных частот вне области взаимодействия двух ограниченных звуковых пучков далее этот термин будет употребляться именно в этом смысле. [c.49]

Возвращаясь к классическим представлениям, можно сказать, что в средах без дисперсии и с одной скоростью распространеная звука возможно взаимодействие, приводящее к нарастающим волнам комбинационных частот, только волн, распространяющихся в одном направлении. Искажение волны конечной амплитуды, которое может рассматриваться как самодействие , возможно, вообще говоря, только в среде без дисперсии. В среде с диспер- [c.51]

Если рассматривать, как в линейной теории, мнимый источник, то эта задача представляет собой задачу о пересечении под прямым углом двух волн конечной амплитуды. При таком пересечении (см, 7 этой главы) в жидкостях и газах вне области взаимодействия волны комбинационных частот отсутствуют рассеяния звука на звуке нет. Возникновение цилиндрической волны в [21] не противоречит, однако, этому условию, так как здесь мы имеем дело с неограниченными плоскими волнами и цилиндрическая волна существует в области взаимодейсгвия . [c.85]

Нелинейная упругость твердых тел помимо искажения формы профиля волны приводит еще к тому, что акустические волны в твердых телах взаимодействуют. Распространение в твердых телах помимо продольных волн еще и волн сдвига приводит к тому, что здесь возможностей взаимодействия волн по сравнению с жидкостями и газами существенно больше. В жидкостях и газах без дисперсии, как эго было рассмотрено в га. 2 и гл. 3, взаимодействуют волны только с колинеарньши В0ЛН0ВЫ1МИ векторами цри косых пересечениях звуковых пучков комбинационного рассеяния звука на звуке нет, т. е. вне области взаимодействия нет звуковых волн комбинационных частот. Иначе обстоит дело в твердых телах. [c.288]

Как будет видно в дальнейшем, в твердых телах взаимодействие волн с неколлинеарными волновыми векторами при некоторых условиях становится возможным, и в этом случае вне области взатаодействия (при ограниченных звуковых пучках) возникает рассеянная волна комбинационной частоты. В этом смысле в твердых телах, в отличие от газов и жидкостей, комбинационное рассеяние звука на звуке при некоторых условиях возможно. [c.289]

Ранее бьшо рассмотрено искажение и взаимодействие волн, распространяющихся в сплошной среде в одном направлении. В твердых телах, благодаря тому, что скорость распространения продольной волны отличается от скорости распространения поперечной волны, становится возможным при вьшоллении некоторых условий, иногда называемых резонансными, взаимодействие волн при их пересечении под некоторым углом. В результате такого взаимодействия генерируется бегущая волна комбинационной частоты, направление распространения которой определяется резонансными условиями. Резонансные условия проще всего получить, рассматривая звуковые волны [c.319]

Задачу о генерации волн комбинационных частот можно в принципе решать, подставляя сумму полей (3.1) и (3.2) в нелинейное волновое уравнение. Однако есть и более простой путь, приводящий к тому же результату. Возмущение среды, вызванное низкочастотной волной, приводит к изменению скорости распространения накачки на величину Дс = Дс] + + Дс2, где ДС] = ЬсСовв — изменение скорости звука, обусловленное движением среды Дсг = [(7-1)/2Ро]СоРс - изменение скорости звука, обусловленное изменением плотности среды. Таким образом, [c.137]

Необходимо также подчеркнуть, что здесь будет идти речь только о трехфононном (трехволновом) рассеянии звука на звуке, при котором рассеянная волна комбинационной частоты (Од возникает в результате взаимодействия двух волн с частотами со , сОз. Процессы, в которых участвует больигее число волн (например, четыре), здесь пе рассматриваются. [c.113]

Предположим также, что эти волны распространяются по среде в одном направлении и с одинаковыми фазовыми скоростями, т. е. они находятся в синхронизме = = кх к2- Заметим сразу же, что создать такие условия, при которых было бы возможно указанное взаимодействие в чистом виде,— довольно сложная проблема для нелинейной акустики (обычно наряду с параметрическим процессом происходит эффективная генерация гармоник и волн комбинационных частот). Мы не будем здесь обсуждать конкретные способы, позволяющие практически осуществить эти условия, а перейдем сразу к анализу свойств самого трехчастотного параметрического процесса. [c.146]

Под таким нелинейным рассеянием принято понимать возникновение акустического поля комбинационных частот при пересечении двух ограниченных пучков с частотами волн oj и сог вне их области взаимодействия (естественно, что в самой области пересечения взаимодействие будет происходить). Такое рассеяние может иметь место, если размер области пересечения достаточен для того, чтобы в этой области возникла комбинационная волна ii)j o . С другой стороны, этот размер должен быть не слишком велик по сравнению с длиной волны комбинационной частоты, чтобы возникала дифракция комбинационной волны из области пересечения пучков. Задача о комбинационном рассеянии звука на звукё привлекала внимание [c.93]

T. e. в среде помимо кратных гармоник 2 oi, 2 u2 возникают волны комбинационных — разностной ( o — щ) и суммарной ( oj + соа) частот. Решение в более высоких приближениях с граничным [c.189]

НЕЛИНЕЙНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ультразвуковых волн в твёрдых телах — одно из проявлений нелинейных эффектов, обусловленное тем, что акустич. волна большой (конечной) амплитуды при распространении по твёрдому телу изменяет его физич. свойства. Это влияет как на распространение самой волны (самовоз действие генерация акустич. гармоник, самофокусировка), так и на распространение других волн в твёрдом теле (появление волн комбинационных частот, модуляция волн и т. д.). Акустич. волны бесконечно малых амплитуд (линейная акустика) распространяются в твёрдых телах, не взаимодействуя друг с другом, т. е. выполняется принцип суперпозиции для волн конечной амплитуды (нелинейная акустика) прршцип суперпозиции не выполняется и распространение волн описывается нелинейным волновым ур-нием. [c.223]

Условия синхронизма. При определённых условиях возмущения, возникающие в области взаимодействия волн, могут усиливаться и приводить к излучению волн комбинационных частот. Это происходит в случае, когда возбуждения в отдельных точках об -ласти взаимоде11ствия возникают в соответствующих фазах, т. е. имеется временнбе и пространственное согласование. Условия согласования во времени и в пространстве при взаимодействии двух волн с частотами сох и 0)2 и волновыми векторами и /Сз, в результате к-рого излучается волна комбинационной частоты соз с волновым вектором / 3, наз. условиями синхронизма. Для квадратичного закона Гука (2) — т. н. квадратичной нелинейности — условия синхронизма будут [c.224]

Кансе [407, 2604] указывает, что если две плоские звуковые волны одинаковой частоты падают снизу наклонно на поверхность жидкости, то в той области, где эти волны интерферируют друг с другом, образуется комбинационная стоячая волна, под действием которой благодаря наличию давления излучения поверхность жидкости принимает неизменную во времени волнообразную форму. Измеряя расстояние между гребнями этой стоячей волны, которая может быть оптически воспроизведена в увеличенном масштабе, можно определить длину волны комбинационного колебания и, зная углы падения первичных волн,—скорость распространения звука в жидкости. [c.136]

Из полученного выражения следует, что если известен суммарный коэффициент ослабления кн для нефтепродукта, то толщину пленки этого нефтепродукта можно оценить из отношения сигнала лазерного флюорометра от водной поверхности, которая полностью покрыта пленкой нефтепродукта, к сигналу лазерного флюорометра от соседней, чистой от нефтепродукта водной поверхности [217]. По существу для определения толщины пленки нефтепродукта используется подавление обратного сигнала на длине волны комбинационного рассеяния воды, являющееся следствием ослабления внутри пленки нефтепродукта. Если флюоресценция нефтепродукта на длине волны комбинационного рассеяния молекулами воды пренебрежимо мала, то ее вклад можно рассчитать, используя сигнал лазерного флюорометра на других длинах волн (где вклад комбинационного рассеяния молекулами воды незначителен) [216]. [c.493]

Такое классическое рассмотрение позволяет понять, что интенсивности комбинационных и инфракрасных линий данной частоты могут значительно отличаться друг от друга. Действительно, интенсивность комбинационной линии частоты V определяется тем, насколько значительно меняется поляризуемость молекулы а при колебании молекулы, соответствующем этой частоте. Интенсивность же инфракрасной линии абсорбции той же частоты будет зависеть от того, насколько хорошо способно возбуждаться это колебание под действием инфракрасного света подходящей частоты, т. е. насколько хорошо реагирует молекула на электромагнитное поле приходящей волны. Такая ее реакция определяется изменениями электрического момента молекулы при соответствующем колебании. Эти два изменения — изменение поляризуемости и изменение электрического момента — могут быть по-разному выражены при различных колебаниях. Поэурму одни из этих колебаний будут лучше представлены в инфракрасных спектрах, другие— в комбинационных. [c.605]

При спектральных исследованиях рассеяния света в кварце и исландском шпате (1928) Мандельштам и Ландсберг обнаружили, что каждая спектральная линия падающего света сопровождается появлением системы линий измененной частоты, называемых сателлитами (спутниками). Практически одновременно то же явление было открыто Раманом и Кришнаиом при исследовании рассеяния света в жидкостях. Изменение длины волны оказалось значительно больше, чем при рассеянии Мандельштама — Бриллюэна >. Это явление называется комбинационным рассеянием света (в зарубежной литературе часто называется эффектом Рамана). Комбинационное рассеяние света в настоящее время имеет настолько важное значение для физики и химии, что это открытие считается крупнейшим открытием XX в. в области оптики. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...