Волна г— ,г— и препятствие

Имеются другие типы акустических течений, связанных с наличием границ и препятствий. В сущности они были известны значительно раньше эккартовского течения, когда ультразвуковые волны еще не были получены. Впервые Фарадей еще в 1831 г. наблюдал стационарные вихревые потоки воздуха над колеблющейся мембраной. К течениям около препятствий обычно относят два вида акустических течений. Одно из них связано с именем Рэлея, создателя его теории (рэлеевское течение) [21]. Это течение возникает вне [c.135]

Для гармонической падающей волны р = отраженная и прошедшая в точке х = О волны запишутся в виде р = р Для препятствия, расположенного в точке г = 2о, [c.128]

Можно ли применять для нахождения результирующего поля принцип суперпозиции До сих пор принцип суперпозиции применялся нами только для полей без источников и означал, что -если пространственно-временные распределения давления Рх t, г) и р 1, г) являются свободными волнами, то и распределение р = Рх ( , г) + р-2 ((, г) — также свободная волна. Но теперь в среде имеются излучатели. Если они осуществлены, например, в виде пульсирующих сфер, то они явятся препятствиями, которые будут рассеивать звуковые волны, падающие на ннх со стороны других излучателей. Рассеяние на излучателях как на препятствиях приведет к тому, что поле нескольких одновременно действующих монополей (да и вообще излучателей любого типа) не будет удовлетворять принципу суперпозиции. [c.307]

На рис. 3 представлена заимствованная из работы [28] кинограмма разрушения пленки канифоли при захлопывании кавитационного пузырька. Четко видно, что момент резкого сокращения размеров пузырька (рис. 3 а, б) связан с сильным разрушением прилегающей к нему части планки, в которой сначала появляются трещины (рис. 3, в), а затем с ее поверхности вырываются отдельные кусочки канифоли (рис. 3, г). Механизм образования ударной волны при захлопывании кавитационного пузырька можно представить следующим образом парогазовый пузырек с начальным радиусом Лд расширяется в начале отрицательного полупериода достаточно медленно, так как звуковое давление Ра мало. Как только звуковое давление превысит критическое Р ., пузырек потеряет устойчивость и начнет быстро расти под давлением содержащейся в нем парогазовой смеси и повышающегося Р . Резкому нарастанию скорости движения стенки пузырька препятствует присоединенная масса жидкости, увеличение которой идет пропорционально Л , тогда как сила, растягивающая пузырек за счет звукового поля, растет пропорционально Звуковое давление достигает амплитудного значения, а затем снижается до величины <Р ., однако пузырек продолжает расти по инерции весь отрицательный и некоторую часть положительного полупериода. В стадии расширения давление газа в пузырьке снижается примерно в 10 раз и внешние силы Р , действующие на стенку пузырька к началу фазы сжатия (сумма звукового Р и статического Рд давлений), во много раз превосходят противодействующее захлопыванию давление парогазовой смеси в пузырьке при В=В . При сжатии стенка пузырька начинает двигаться сначала плавно, а затем с резко возрастающей скоростью, и работа внеш- [c.174]

Строгое решение дифракционных задач как задач о распространении электромагнитных волн вблизи препятствий удалось получить лишь для сравнительно немногочисленных (4 — 5) случаев. Так, Зоммерфельд (1894 г.) решил задачу о дифракции на краю идеально проводящего прямого экрана. Расхождения между результатами теории Зоммерфельда и точными измерениями можно, по-видимому, отнести за счет невозможности точно осуществить на опыте условия теории (реальный экран нельзя сделать идеально проводящим и бесконечно тонким, а его края нельзя сделать идеально острыми, как предполагается при теоретическом рассмотрении). Сопоставление этого и некоторых других случаев, разобранных по методу, аналогичному методу Зоммерфельда, показывает, что приближенная трактовка на основе принципа Гюйгенса — Френеля и метода Юнга дает достаточно хорошее приближение для не очень больших углов дифракции. В соответствии с этим мы и в дальнейшем будем широко пользоваться методом Френеля, помня, конечно, об указанном ограничении. [c.171]

В зависимости от соотношения характерного масштаба течения I и длины звуковой волны Х=2п к, где к — волновое число, различают 3 типа А. т. 1) течения в свободном неоднородном поле, где I определяется размером неоднородности, напр, радиусом звукового пучка г (рис.), при. этом kl > 1 2) течения в стоячих волнах, масштаб к-рых определяется длиной волны, а kl i 3) течения в пограничном слое вблизи препятствий, помещённых в акустич. поле в этом случае 1 определяется толщиной акустич. по- f гранич. слоя v/a> (v — Ч [c.43]

Но вот в 1801 г. молодой английский физик Томас Юнг выполнил эксперимент, который потряс ученых мира. Сущность этого эксперимента поясняется рис. 3. Перед экраном с двумя очень узкими щелями, отстоящими одна от другой на 2 мм, установлен источник света. За экраном помещено матовое стекло, на котором наблюдают получающуюся картину - несколько светлых и темных полос. Удивительным является то, что прямо против промежутка между щелями появляется светлая полоса. Это доказывает, что свет огибает препятствие, как и предсказал Гюйгенс. В то же время по теории Ньютона на матовом стекле должны были появиться только две светлые полосы. Чем же объяснить появление нескольких светлых линий Это поясняет правая часть рис. 3. Светлые линии образуются в результате сложения волн, падающих на стекло в одной фазе, а темные - в противоположных фазах. [c.11]

Можно ли было дать подобное определение метра раньше, до 1983 г. Оказывается, нет. Главным препятствием была низкая точность измерения скорости света. Эта фундаментальная физическая постоянная лежит в основе теории относительности и является пределом скорости распространения любых физических воздействий. Ее мечтал измерить еще Галилей. Скорость света, или любых других электромагнитных волн, не зависит от скорости движения источника этих волн. [c.35]

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ — устройства, преобразующие часть энергии турбулентной затопленной струи жидкости в энергию акустич. волн. Работа Г. и. основана на генерировании возмущений в жидкой среде в виде нек-рого поля скоростей и давлений при взаимодействии вытекающей из сопла струи с препятствием определённой формы и размеров либо прп принудительном периодич. прерывании струи. Эти возмущения оказывают обратное действие на основание струи у сопла, способствуя установлению автоколебательного режима. Механизм излучения звука возмущениями мол ет быть различным в зависимости от конструкции Г. п., к-рая принципиально отличается от конструкции газоструйных излучателей для воздушной среды, хотя Г. и. и называют лшдкостными свистками. [c.79]

Отражение от препятствий. Когда ультразвуковая волна встречает препятствие, она может отразиться от него различным образом в зависимости от размера препятствия и от его физических свойств. Характер отражения зависит от отношения длины волны и размера препятствия если препятствие велико по сравнению с длиной волны, от него происходит сильное отражение. В этом случае препятствие или дефект в образце металла дает резкую тень. Однако, если препятствие очень мало и составляет небольшую долю длины волны, заметного отражения и тени не будет. Ультразвуковые волны обойдут препятствие и пойдут дальше, как если бы его не было. Если в среде много таких мелких включений или препятствий, регулярного отражения все же не будет, и в стороны может рассеяться большое количество энергии. Звуковая энергия будет поглощаться, входя внутрь тела, и сказать, почему это происходит, без детального исследования затруднительно. Отражение от препятствий может быть пояснено следующим образом. Сжатия и расширения чередуются через интервал в полволны. Таким образом, в алюминии для волн с частотой 1 мггц зона сжатия простирается на расстояние в полволны, или приблизительно на /г, см, в то время как д.ля волн с частотой в 5 мггц зона сжатия простирается на 7яо см. [c.27]

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИЗЛУЧАТЕЛЬ, устройство, преобразующее часть энергии турбулентной затопленной струи жидкости в энергию акустпч. волн. Работа Г. и. основана на генерировании возмущений в жидкой среде при вз-ствии вытекающей из сопла струи с препятствием определённых формы и размеров либо при принудительном периодич. прерывании струи. Эти возмущения оказывают обратное действие на основание струи у сопла, способствуя установлению автоколебат. режима. Механизм излучения звука может быть различным в зависимости от конструкции Г. и., [c.119]

Рис. 8.1. Бегущая поперечная волна и препятствие а — препятствия отсутствуют б, в — препятствие на финише волны г — препятствие на обоих хгонцах волны

Т, о., все расположенные вблизи пути частицы атомы будут излучать когерентно. Это и происходит в случае излучения Черенкова — Вавилона. Во всех др. направлениях, для к-рых OS У)-= г= с/и)У е, возбуждённые атомы излучают некогерентно. То же самое происходит при скорости частицы и<с/Ув. В однородном веществе И. разных излучателей полностью погашается. Если в веществе присутствуют микроскопич. неоднородности, то полного погашения волн от разных излучателей в точка наблюдения не происходит. Наличие поверхности раздела двух сред препятствует взаимному погашению полей в точке наблюдения от излучателей, находящихся по разным сторонам поверхности раздела и увеличивает интенснвность некогерентного высвечивания возбуждённых атомов, т. е. переходного И. [c.104]

Э. с. в. адронного и вакуумного типа. С ростом давления адронное (ядерное, нейтронное) вещество уплотняется и при плотности, несколько превышающей плотность атомного ядра ( 3 10 г/см ), теряет устойчивость относительно образования пионного конденсата—когерентной волны пионов (длина волны порядка 10 см), к-рыс в результате становятся самостоят. компонентой вещества. При ббльших сжатиях в адронном веществе могут появиться также макроскопич. кол-ва мюонов, гиперонов, резонансов, причём все эти частицы будут абсолютно стабильными. Их распаду препятствует Паули принцип уровни энергии для продуктов распада уже заполнены частицами, имеющимися в адронном веществе. При нек-рых [c.506]

В конце 1964 г. [27] они доказали, что голограмма Фурье дает гораздо более высокую разрешающую способность, чем обычная голограмма Френеля (разд. 3). Однако первоначально считалось (разд. 7 гл. 5), что голограмму Фурье можно получить только в фокальной плоскости системы фокусирующих линз или зеркал. В такой системе волна, рассеянная предметом, подвергалась преобразованию Фурье, а уже затем интерферировала с опорной волной. Поэтому необходимость фокусирующих элементов при получении голограммы Фурье превращалась в непреодолимое препятствие при использовании этой схемы голографии Фурье в рентгеновском диапазоне, пока, наконец, в начале 1965 г. автор [29] не предложил способ получения безлин-зовой голограммы Фурье. Необходимость введения фокусирующих элементов между предметом и голограммой полностью отпала (разд. 3) Для рентгеновских лучей при длинах волн 1А голограмма Фурье позволяет в 1000 раз повысить разрешающую способность по сравнению с голограммой Френеля, Однако даже и это преимущество, казалось, ничего не может дать, так как для его реализации требовалось создание точечных опорных пучков с размером, равным желаемой разрешающей способности, т. е. 1 А. Наконец, в 1965 г. автор и его сотрудники [30] доказали, что размытые изображения, получаемые от протяженного источника, можно восстановить с высоким разрешением по схеме корреляционной компенсации, если использовать для этого источник определенной пространственной структуры, воз-рождаюи ий разрешение в процессе восстановления [31] (разд. 3). [c.129]

В данном разделе мы рассмотрим рассеяние на некотором препятствии волны, распространяющейся в вакууме. На определенном расстоянии, которое должно быть намного больше как длины волны, так и характерных размеров препятствия, поле состоит из плоской и сферической волн, причем последняя представляет собой дифрагированную волну. Обозначим через волновой вектор падающего лучами через к о волновой вектор луча, рассеянного в направлении вектора к . Плоскость, определяемую этими двумя векторами, будем считать базисной плоскостью и в дальнейшем называть плоскостью рассеяния. Таким образом, поляризация падающего луча и соответствующие векторы Джонса (см. разд. 1.3) будут направлены вдоль перпендикулярных ко векторов г и f, из которых первый перпендикулярен, а второй параллелен плоскости рассеяния. Буквы г и / были введен1ы Чандрасекаром и соответствуют последним буквам в английских словах perpendi ular и parallel . Векторы г и Т для рассеянной волны перпендикулярны вектору ко и плоскости рассеяния. [c.451]

ВИИ ВОЛНЫ СО стеной. На высоту новой волны /Готр, возникающей в результате отражения от стены некоторой массы воды, влияют крутизна и характер внешней грани препятствия (его шероховатость и проницаемость), длина волны и глубина. Интенсивность отражения волны г при глубине перед стеной Я>0,5А,гл может быть определена по зависимости Миша [c.525]

Когда звуковые волны встречают какое-либо препятствие, часть движения отбрасывается назад в качестве эхо, и под защитой препятствия здесь образуется род звуковой тени. Однако, чтобы образовать тень, сколько-нибудь похожую на совершенные оптические тени, тело, служащее препятствием, должно иметь значительные размеры. Образцом для сравнения, соответствующим предмету, является длина волны колебания чтобг г получить звуковые лучи, требуются почти столь же крайние условия, как в оптике для того, чтобы избегнуть образования их. Тем не менее звуковые тени, отбрасываемые холмами или зданиями, бывают часто довольно полными и должны быть знакомы всякому. [c.122]

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ АКУСТИКА — упрощённая теория распространения звука, пренебрегающая дифракционными явлениями (см. Дифракция звука). Г. а. основана на представлении о звуковых лучах, вдоль каждого из к-рых звуковая энергия распространяется независимо от соседних лучей. В однородной среде звуковые лучи — прямые линии. Г. а. позволяет рассматривать образование звуковых теней позади препятствий, отражение и преломление лучей на границе между средами или на границе между средой и препятствием (см. Отражение звука, Преломление звука), фокусировку Звука акустич. линзами и зеркалами, рефракцию лучей в неоднородных средах, рассеяние звука в статистически-неоднородных средах с крупномасштабными неоднородностями и т. д. Расчёт звуковых полей при помощи Г. а. даёт удовлетворительную точность только при длине волны звука, достаточно малой по сравнению с характерными размерами параметров задачи (как, напр., размерами препятствия, фокусирующей линзы). Г. а. неприменима или даёт значительную погрешность в областях, где вследствие волновой природы звука существенны дифракцион- [c.77]

ДИФРАКЦИЯ ЗВУКА - - отклонение поведения звука от законов геометрич. акустики, обусловленное волновой природой звука. Результат Д. 3.— расхождение УЗ-вых пучков при удалении от излучателя или после прохождения через отверстие в экране, загибание звуковых волн в область тени позади препятствий, больших по сравнению с длиной волны, отсутствие тени позади препятствий, малых по сравнению с длпной волны, и т. п. Звуковые поля, создаваемые дифракцией исходной волны на препятствиях, помещённых в среду, на неоднородностях самой среды, а также на неровностях и неоднородностях грашщ среды, наз. рас-сеянньшп полями (см. Рассеяние звука). Для объектов, на к-рых происходит Д. 3., больших по сравнению с длиной волны к, степень отклонений от геометрич. картхаш зависит от значения волнового параметра Р = /кг Оу где О — поперечник объекта (напр., поперечник УЗ-вого излучателя или препятствия), г — расстояние точ- [c.124]

Наша задача заключается в отыскании отраженной и прошедшей волн по известным свойствам препятствия для любой падающей волны. В этой главе рассмотрим только простейший случай нормального падения плоской волны на препятствие. Это — одномерная задача все величины в волне зависят только от одной координаты (например, г). Падающую волну можно в этом случае записать в виде р 1— г/с), а отраженную — в виде р 1 + г/с). Если препятствием является другая среда, скорость звука в которой равна с, то возн 1кающую прошедшую волну можно записать в виде р I— г с ). [c.124]

Устранение резонансных явлений изменением функции Грина. Указанные выше резонансные явления возникают вследствие того, что излучение источников, находящихся на поверхности тела, распространяется не только во внеишее пространство, но и внутрь области, занятой телом (как бы в воображаемый объем вытесненной среды). Это наводит на мысль о возможности устранения резонансных явлений введением во внутреннюю область некоторой фиктивной звукопоглощающей поверхности, препятствующей распространению волн. Заметим, что функции Грина С(х,у) в формуле Гельмгольца (2.11) не обязательно выбирать в виде выражений (2.12) или (2.13), соответствующих полям ненаправленных источников в бесконечном пространстве. Как указано в работе [63], в качестве них могут быть использованы любые функции, удовлетворяющие уравнению распространения звуковых волн, условию излучения и заданной особенностью в источнике [типа 1/г для трехмерного случая и 1п (/з") — для двумерного]. [c.74]

И корпускулярной теорий была, пожалуй, одной из наиболее интересных в истории физики. Голландский ученый X. Гюйгенс развивал волновую теорию света. Возражая ему, Ньютон указывал, что всякое волновое движение должно распространяться в какой-либо среде. Г юйгенс допускал существование этой, пока еще не проявившей себя явным образом среды, которую он назвал эфиром. Отношение Ньютона ко всякого рода эфирным теориям мы уже знаем (с. 54). Частищл света, утверждал он, не нуждаются в чем-либо для своего распространения. Опираясь на акт отсутствия взаимодействия пересекающихся световых пучков, Гюйгенс утверждал, что это трудно совместить с корпускулярной теорией. Ньютон же, обращая внимание на прямолинейность распространения света, видел в этом противоречие с волновой теорией (распространяющиеся по поверхности воды волны огибают расположенные на их пути препятствия). [c.115]

Теперь несколько усложним описанный эксперимент. Зафиксируем неподвижно правый конец А дорожки 1 (рис. 8.1, б). Если теперь по-прея нему осуществить процесс двигкения складок-волн в том же направлении (слева направо), можно заметить, что перед препятствием А на дорожке будет накапливаться избыток материала, образующий складки 3, в то время как левый конец дорожки будет по-нрежнему двигаться вправо (pire. 8.1, в). Если зафиксировать и левый конец дорожки в точке В (рис. 8.1, г), то проведение того же эксперимента с движением волн по дорожке слева направо убедит в том, что па участке непосредственно после левого препятствия В [c.116]

Обтекание М. 3. солнечным ветром. Сверхзвуковой и сверхальвеновский СВ, налетая на препятствие — М. 3,, резко тормозится, образуя бесстолкновит, г о-ловную ударную волну (на рис. 1 показана ближайшей к Солнцу поверхностью.) Подсолнеч- [c.12]

Всплески электромагнитного поля в проводнике. Эл.-магн. волны в осн. отражаются поверхностью проводника, проникая в него на небольшую глубину скин-слоя 6 (см. Скин-зффект). Электроны, движущиеся от поверхности, уносят информацию об эл.-магн. поле в скин-слое в глубь проводника на расстояние порядка длины свободного пробега I. В условиях аномального скин-эффекта (б /) электроны, улетающие от поверхности на сравнительно далёкие расстояния, усложняют зависимость эл.-магн. поля (ВЧ-поля) от расстояния л. Сильное матн. поле Н (при к-ром радиус электронной орбиты г /), параллельное поверхности образца, препятствует дрейфу электропов в глубь проводника, и ВЧ-поле при б г / проникает в проводник по цепочке электронных орбит в виде узких всплесков (рис. 4). [c.246]

Лазерный локатор фирмы United Te hnologies, [82] (США) с длиной волны излучения 10,6 мкм предназначен для установки на вертолете. Схема этого локатора представлена на рис. 6.18. Он содержит высококогерентный импульсный передатчик на основе СОг-лазера с длительностью импульса около Г мкс, стабильный лазерный гетеродин с устройством подстройки частоты, компактный коммутатор для разделения зондирующего и отраженного излучения, быстродействующий широкоугольный сканер, управляемый программным устройством, фотодетектор и блок обработки сигналов. Локатор был рассчитан на значительные вибрационные перегрузки, характерные для вертолетов. Его основное назначение— предупреждение экипажа о возможных препятствиях на маршруте. [c.248]

Отсюда вытекает, что для геометрически подобных препятствий амплитуда рассеянной волны в любой удаленной точке прямо пропорциональна объему препятствия и обратно пропорциональна квадрату длины волны.Это последнее заключение можно было предвидеть, и не производя расчетов. Отношение амплитуды рассеянной волны к первоначальной амплитуде должно быть прямо пропорционально объему Q и обратно пропорционально расстоянию г, а для того чтобы получить безразмерную величину, необходимо еще разделить на так как, кроме X, нет другой величины, имеющей размерность длины. Отсюда следует, что излученная энергия, пропорциональная квадрату амплитуды, будет пропорциональна Этот закон обратной пропорциональности четвертой степени имеет место (вследствие подобных же причин) и в оитике, для рассеяния света на частицах, размеры 1 оторых малы ио сравнению с длиной световых волн. Голубой цвет неба, например, объясняется преобладанием коротких волн в свете, рассеянном на молекулах воздуха и, возможно, на других частицах. С другой стороны, в прошедшем свете преобладают длинные волны. Эта теория принадлежит Рэлею, который также указывал на акустическую иллюстрацию [c.305]

С помощью приемников для прослушивания звука в воде — гидрофонов (пьезоэлектрический гидрофон был предложен Ланжеве-ном в 1918 г.) можно вести наблюдение за движением кораблей на больших расстояниях по характерному шуму, создаваемому в воде их механизмами на ходу. Так как звук в ваде распространяется с малым затуханием, с помощью приборов, аналогичных радиолокаторам, только использующих звуковые излучатели и приемники, можно обнаружить под водой различного рода препятствия (косяки рыб, айсберги, подводные лодки). Радиолокатор для этих целей совершенно непригоден из-за сильного поглощения электромагнитных волн в воде [c.8]

Можно было бы ожидать, что упругому уменьшению объема с давлением на больших глубинах внутри Земли будет препятствовать объемное расширение благодаря росту температуры 9, одиако, согласно Адамсу, экспериментальных сведений о влиянии температуры известно крайне мало. Опираясь на теоретические соображения и используя сведения о скоростях иа и Уе продольных и поперечных волн вместе с гипотетическим распределением плотности р, Гутенберг ) построил кривую, выражающую изменение модуля объемного сжатия К с глубиной внутри Земли (рис. 17.18). Согласно этой кривой, модуль К возрастает с /С=1,2 10 на глубине г=50 км до чрезвычайно высокого значения /<= 1,56 10 дин/см =, Ъ 10 бар10 кг(см в центре ядра Земли (по предположению жидг<ого), т. е. в 13 раз превышает значение К на умеренных глубинах ). [c.768]

Позднее, 15 октября 1815 г., Огюстен Жан Френель представил Французской академии знаменитый трактат Дифракция света , в котором, развивая идеи Гюйгенса и Юнга, изложил систематическое описание интерференционных полос, наблюдаемых на темной стороне препятствия, освещаемого небольшим источником света. Френель смог показать, что измеренные расстояния между полосами совпадают с результатами вычислений, основанных на волновой теории. Кроме того, Френель придал более строгую форму принципу Гюйгенса, подчеркнув важную роль фаз отдельных вкладов от излучателей. Действительно, Гюйгенс еще не знал ни о поперечных колебаниях, ни о принципе интерференции, ни о существовании упорядоченной последовательности волн в цуге. В июле 1819 г. Французская академия наградила Френеля специальной премией, отметив таким образом окончательную победу волновой теории над корпускулярными представлениями Ньютона. [c.247]

Вплоть до публикации Максвеллом в 1873 г. Трактата об электричестве и магнетизме успешное применение идей Френеля для решения большого числа задач рассеяния и дифракции основывалось на физической модели распространения через упругую среду. В частности, в 1861 г. Клебш описал дифракцию плоской волны на сферическом препятствии. Удивительно, что большинство из этих решений было подтверждено электромагнитной теорией уже в рамках уравнений Максвелла. Типичным примером являются решения Клебша для сферы. Такой успех обусловлен тем, что и электромагнитные, и упругие поля могут быть в принципе описаны скалярными функциями, удовлетворяющими скалярному волновому уравнению. Таким образом, это [c.247]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...