Преломление звуковой волны

Отражение и преломление звуковых волн [c.362]

ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ ЗВУКОВЫХ ВОЛН 363 [c.363]

Рассматривая законы отражения и преломления звуковых волн, падающих из воздуха на поверхность жидкости или на твёрдое тело, мы отмечали, что при отражении звуковых волн от твёрдой стенки практически вся энергия сосредоточена в отражённой волне, так как акустическое сопротивление ре твёрдого тела, например металла, неизмеримо больше, чем рс воздуха. При падении звуковых волн на твёрдое тело из жидкости в него проникает уже заметное количество энергии. В жидкостях и газах могут распространяться только продольные звуковые волны, поэтому при падении волн на границу раздела сред, из которых ни одна не есть твёрдое [c.379]

Отражение и преломление звуковых волн прохождение их через границу раздела двух сред. При падении звуковой волны на границу раздела двух сред, обладающих различными акустическими сопротивлениями, часть звуковой энергии отражается обратно в первую среду, а другая часть энергии проходит во вторую среду. [c.79]

Рис. 3-3. Картина отражения н преломления звуковых волн.

Закон преломления звуковых волн при переходе их из одной среды в другую, аналогичен закону преломления световых волн он может быть выражен через показатель преломления п, который равен отношению [c.81]

Показатель преломления звуковых волн 46, 52 [c.205]

Преломление звуковых волн при переходе из одной среди в другую (рис. 1.27) может быть описано соотношением [c.41]

Рис. 4.2. Диаграмма, поясняющая процессы преломления звуковой волны

Если образец обладает сильно искривленными поверхностями, то для уменьшения преломления звуковых волн между образцом и излучателем или приемником вводится так называемый компенсатор —деталь, выполненная по возможности из того же материала, что и образец, и дополняющая его так, что в совокупности образуется тело с плоскими и параллельными поверхностями. Включая в приемник после усилителя амплитудный ограничитель, Шрайбер -выправляет нерегулярности частотной характеристики устройства (см. фиг 480,6) это поз- [c.435]

Преломление звуковой волны 20, 165, 192, 450 Преобразование звуковой энергии в тепло, связь с дисперсией скорости звука 328 Прибор для определения содержания водорода в воздухе 314 --- проверки пластин 436 [c.719]

Отражение и преломление звуковых волн 312, 338 [c.794]

Когда звуковая волна падает на границу раздела между двумя различными средами, она отражается и преломляется. Движение в первой среде является тогда наложением двух волн (падающей и отраженной), а во второй среде имеется одна (преломленная) волна. Связь между всеми тремя волнами определяется граничными условиями на поверхности раздела. [c.362]

ДИСПЕРСИЯ [волн — зависимость фазовой скорости гармонических волн от их частоты звука — зависимость фазовой скорости гармонических звуковых волн от их частоты линейная спектрального прибора — характеристика спектрального прибора, определяемая производной от расстояния между спектральными линиями по длине света оптического вращения — зависимость оптической активности вещества от длины волны проходящего через него линейно поляризованного света пространственная — зависимость тензора диэлектрической проницаемости среды от волнового вектора, приводящая, например, к вращению плоскости поляризации света — зависимость абсолютного показателя преломления вещества от частоты света] [c.229]

Отражённые волны могут совпадать по типу поляризации с падающей волной, а могут иметь и др. поляризацию. В последнем случае говорят о преобразовании, или конверсии, мод при отражении или преломлении. Конверсия отсутствует только при отражении звуковой волны, распространяющейся в жидкости, поскольку в жидкой среде существуют лишь продольные волны. При прохождении звуковой волной границы раздела твёрдых тел образуются, как правило, и продольные и поперечные отражённые и преломлённые волны. Сложны характер О. з. имеет место на границе кристаллич. сред, где в общем случае возникают отражённые и преломлённые волны трёх разл. поляризаций. [c.504]

Рис. 1. Схема отражения и преломления плоской звуковой волны на плоской границе раздела.

Рассмотрим теперь распространение плоской монохроматической световой волны в среде, в которой возбуждена звуковая волна и показатель преломления является периодически промодулированным. Как было показано в разд. 9.1 на конкретных примерах, звуковая волна вызывает изменение показателя преломления среды. При этом среда становится периодической с периодом, равным длине звуковой волны. Это периодическое возмущение изменяется как в пространстве, так и во времени. Если звук представляет собой бегущую волну, то периодическое возмущение перемещается со скоростью звука (ее типичное значение порядка нескольких тысяч метров в секунду). Поскольку скорость звука на пять порядков меньше скорости света (с = 3 - 10 м/с), периодическое возмущение, вызванное звуковой волной, можно считать стационарным. Задача при этом сводится к задаче о распространении электромагнитного излучения в периодической среде, рассмотренной нами в гл. 6. Для иллюстрации акустооптического взаимодействия рассмотрим в качестве примера распространение светового пучка в воде. Благодаря фотоупругому эффекту звуковая волна приводит к изменению показателя преломления. Пусть ось г совпадает с направлением распространения звуковой волны, а плоскость yz параллельна плоскости падения. Если световой пучок линейно поляризован в направлении х (ТЕ-мода), то, как мы показали в разд. 9.1.1 на конкретном примере, показатель преломления для этой моды записывается в виде [c.354]

Это выражение в точности совпадает с коэффициентом отражения брэгговского отражателя [см. (6.6.10)]. Характеристики акустического взаимодействия с противоположно направленными волнами аналогичны характеристикам брэгговского отражателя, за исключением того, что модуляция показателя преломления, создаваемая звуковой волной, перемещается в пространстве. Поскольку скорость звука пренебрежимо мала по сравнению со скоростью света, периодическое возмущение, вызванное звуковой волной, является, по существу, стационарным. Следовательно, все результаты, полученные в разд. 6.6 для брэгговских отражателей, можно использовать для описания акустооптического взаимодействия противоположно направленных волн. [c.379]

Если вещество представляет собой фотоупругую среду, то поле напряжений, индуцированное поверхностной акустической волной, приводит к периодическому изменению показателя преломления. Это периодическое изменение диэлектрической проницаемости действует как поверхностная решетка и также приводит к дифракции света. Однако в этом случае эффективная длина взаимодействия оказывается порядка длины звуковой волны Л и наблюдаемые эффекты малы [5, 6] по сравнению с эффектами, возникающими при волнообразном возмущении поверхности. [c.384]

Вообще, несмотря на то, что звуковые волны в газах и жидкостях и электромагнитные волны (в частности, световые) пе только совершенно различны по своей природе, но принадлежат к разным типам волн (первые — продольные, а вторые — поперечные), в отражении и преломлении звуковых волн на границе раздела двух газов или жидкостей и электромагнитных волн на границе раздела двух диэлектриков (или магпитодиэлектриков, когда х > 1) много общих черт. Конечно, явления поляризации, сопутствующие отражению и преломлению электромагнитных волн на границе двух диэлектриков, не имеют аналога при отражении и преломлении звуковых волн на границе газов и жидкостей, поскольку эти волны — продольные и поляризация им не свойственна. Однако если рассматривать два частных случая отражения и преломления плоскополяризованных электромагнитных волп, ие сопровождающихся изменением характера 19 [c.563]

На рис. 3-3 показана картина отражения н преломления звуковой волны на границе вазелинового масла (с1 = 1500 м/сек — верхняя среда) и крепкого раствора МаС1 (сг = = 1 800 м/сек — нижняя среда) [Л. 1]. Отражение звуковой энергии от границы раздела [c.79]

Преломление и фокусировка звуковых волн. Свойства отражения и преломления звуковых волн позволяют производить фокусировку звука при цомощи акустических ли нз и зеркал (рис. 3-8) [Л. 3]. [c.84]

Поскольку I Vff I = 1, то отражение полное. Этот случай аналогичен полному отражению звуковых волн, рассмотренному в 2, с той лищь разницей, что теперь падающей является поперечная волна, а продольная волна соответствует преломленной звуковой волне. Здесь мы снова, как и в случае звуковых волн, встречаемся с общей закономерностью если на границе задана периодичность процесса в виде ехр (i x), то при >к (пространственный период 2я/ меньще длины волны X) в полупространстве к этой периодичности будут припасовываться экспоненциально затухающие (неоднородные) волны. [c.91]

Отражение и преломление звуковых волн. Явления отражения и преломления возникают при переходе звуковых волн из среды с одной плотностью в среду с другой плотностью. Падающая на поверхность раздела сред волна отражается под углом, равным углу падения (а = г), если поверхность раздела гладкая (рис. 1.26). Шероховатость поверхности должна быть мала по сравнению с половиной длины звуковой волны. При шерехо-ватости поверхности, соизмеримой с половиной длины волны и больше, ее отражение будет диффузное (рассеянное). Внутренние и наружные поверхности зданий и сооружений являются, как правило, для звука гладкими. Форма отражающей поверхности определяет характер отраженных волн, [c.40]

Процессы преломления звуковой волны в поверхности подчиняются законам геометрической акустики. При этом энергия, оставшаяся в помещении после отражения звуковой волны, характеризуется коэффициентом отражения р, энергия, теряемая в помещении после отражения,— коэффициентом звукопоглои ения а, энергия звуковой волны, прошедшая сквозь поверхность,— коэффициентом звукопроводности у [c.111]

Скорость звука в воздухе [см. (59.2)] зависит от его температуры, и поэтому наличие в атмосфере слоев воздуха с разной температурой также приводит к преломлению зву-ковых волн. На рис. 181 показана схема прелом-Иоточник збука ления звуковых волн в [c.230]

При распространении звуковых волн имеют место обычные для всех типов волн явления интерференции и дифракции. В случае когда размер препятствий и неоднородностей в среде велик по сравнению с длиной волны, расиростраиение 3. подчиняется законам отражения и преломления лучей и может рассматриваться с позиций геометрической акустики. По мере распространения волны происходит постепенное затухание звука, т. е. умопыкение его интенсивности и амплитуды с расстоянием, к-рое обусловливается как законами волнового распространения в среде, так и необратимым переходом звуковой анергии в др. форму (гл. обр. в теплоту). [c.70]

ИНТЕРФЕРОМЕТР — прибор, основанный на явлении интерференции волн. В соответствии с природой волн существуют интерферометры акустические для звуковых волн и И. для ол.-магн. воли. К последним относятся онтич. И. и радиоинтерферометр. В данной статье расс.матриваются оптич. И., к-рые получили наиб, распространение как приборы для измерения длин волн спектральных линий и их структуры для из.мере-ния показателей преломления прозрачных сред в метрологии для абс. и относит, измерений длин и перемещений тел, измерения угл. размеров звёзд (см. Интерферометр звкздпъьй) для коитроля формы, микрорельефа и деформации поверхностей оитич. деталей и чистоты мета ллич. поверхностей и пр. [c.170]

ОПТОВОЛОКОННЫЕ ПРИЕМНИКИ ЗВУКА — приёмники, действие к-рых основано на изменении параметров световода (показателя преломления, длины, формы и т. п.) под действием звуковой волны и возникающей в результате этого модуляции характеристик световой волны (фазы, поляризации, амплитуды), распространяющейся в световоде. В состав О. п. з. входят источник света (лазер, светодиод), чувствит. элемент— световод и фотоприёмник, регистрирующий изменения мощности света на выходе световода, либо оптич. сис- [c.460]

Акустооптика изучает взаимодействие оптических волн с акустическими в различных веществах. Возможность такого взаимодействия впервые предсказал Бриллюэн в 1922 г., а затем ее экспериментально проверили в 1932 г. Дебай и Сиарс в США и Люка и Бигар во Франции. При взаимодействии света со звуковыми волнами наиболее интересное явление представляет собой дифракция света на акустических возмущениях среды. При распространении звука в среде возникает соответствующее поле напряжений. Эти напряжения приводят к изменению показателя преломления. Такое явление называется фотоупругим эффектом. Поле напряжений для плоской акустической волны является периодической функцией координат. Поскольку показатель преломления среды претерпевает периодическое возмущение, возникает явление брэгговской связи, как показано в гл. 6. Акустооптическое взаимодействие является удобным способом анализа звуковых полей в твердых телах и управления лазерным излучением. Модуляция света при акустооптическом взаимодействии находит многочисленные применения, в том числе в модуляторах света, дефлекторах, устройствах обработки сигналов, перестраиваемых фильтрах и анализаторах спектра. Некоторые из этих устройств мы рассмотрим в следующей главе. [c.343]

РИС. 9.1. Звуковая волна, замороженная в некоторый момент времени. Она состоит из чередующихся областей сжатия (темные области) и разряжения (светлые области), KOTOpbie распространяются со скоростью звука V. Показано также мгновенное изменение показателя преломления в пространстве под действием звуковой волны. [c.355]

В анизотропной же среде показатель преломления для данного светового пучка в общем случае зависит от направления его распространения. Поскольку направление распространения дифрагированного пучка, вообще говоря, отличается от направления исходного пучка, величины волновых векторов теперь не остаются почти неизменными. В некоторых случаях может даже происходить изменение состояния поляризации между падающим и дифрагированным пучками. Пусть п п п — показатели преломления, отвечающие дифрагированному и падающему пучкам соответственно. Стороны треугольника, образованного векторами к, к и К, равны п ш /с, пш/с и К соответственно. Поскольку в общем случае п и не равны друг другу, треугольник не является равнобедренным, даже если пренебречь небольщим различием между ш и со. Пусть в я в — углы между световыми пучками и волновым фронтом звуковой волны (рис. 9.4). Условие брэгговской дифракции получается из треугольника на рис. 9.4 и записывается в виде [c.359]

До сих пор мы ограничивались рассмотрением взаимодействия светв с объемной звуковой волной в материальных средах, В фото-упругой среде объемная звуковая волна приводит к образованию объемной фазовой решетки. Вследствие периодической модуляции показателя преломления свет испытывает в такой среде дифракцию. Поверхностные акустические волны (волны Рэлея) распространяются в свободном пространстве вблизи полубесконечной среды, причем их акустическая энергия концентрируется в приповерхностном слое толщиной порядка длины звуковой волны. Под действием поверхностной акустической волны оптические свойства вещества также изменяются. В 1967 г. появилось первое сообщение Иппена [6] об экспериментальном наблюдении дифракции света на рэлеевских волнах в кварце. Такая дифракция света может возникать вследствие двух различных причин [c.384]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...