Отражение и преломление на границе жидкость — твердое тело

Известно, что в жидкости могут распространяться только продольные волны. В твердом изотропном теле существуют лишь продольные и поперечные волны. Поэтому явления отражения и преломления на границе раздела жидкость твердое тело сложнее ранее разобранного случая. [c.408]

В VII. 1 ч. I приведено решение задачи об отражении и преломлении плоской волны на плоской границе мел<ду различными жидкостями. Рассмотрим задачу об отражении и преломлении плоской волны на плоской границе между жидкостью и изотропным твердым телом. [c.408]

В наиболее общем случае на границе двух твердых тел (рис. 13) в результате падения плоской волны под углом падения а возникают по две отраженных и преломленных волны (продольных и поперечных). Если одна из сред является жидкостью или газом, поперечные волны в ней отсутствуют и общее число волн сокращается. Направления волн характеризуются углами отражения (Р и Р ) и преломления (v и у(), а амплитуды — коэффициентами отражения R и прохождения D. Эти коэффициенты равны отношениям амплитуд соответствующих отраженных (прошедших) и падающих волн. [c.171]

Отражение и преломление волн на границе раздела. Рассматривая законы отражения и преломления звуковых волн, падающих из воздуха на поверхность жидкости или на твердое тело, мы отмечали, что при отраже ши звуковых волн от твердой стенки практически вся энергия сосредоточена в отраженной волне, так как акустическое сопротивление рс твердого тела, например металла, неизмеримо больше, чем рс воздуха. При падении звуковых волн на твердое тело из жидкости в него проникает уже заметное количество [c.461]

ИЛИ твердого тела и жидкости, имеющих различные акустические сопротивления, по законам геометрической оптики при этом может возникнуть явление преобразования одних волн в другие. Например, при падении продольной волны L на границу раздела двух твердых сред под углом , отличным от прямого, в самом общем случае возникают еще четыре волны (рис. 74,а) две отраженных (продольная L и поперечная Т ) и две преломленных (продольная L" и поперечная Т"). Углы преломления и отражения волн связаны с углом падения законом Снеллиуса [c.155]

Мы рассмотрим наиболее важный случай плоских границ раздела. Отражение и преломление плоских волн в твердых телах происходят по более сложным по сравнению с жидкостью законам. Это связано с существованием в твердой среде как продольных, так и поперечных волн. Поэтому при падении на границу раздела чисто продольной или чисто поперечной волны результирующие поля, вообще говоря, содержат как продольные, так и поперечные волны. Очевидно, характер волны не меняется при нормальном падении или в случае падения под произвольным углом поперечной волны горизонтальной поляризации, вектор смещения которой параллелен границе раздела это следует из условий симметрии задачи. Соотношения, определяющие направления отраженной и преломленной волн, также могут быть получены из соображений симметрии, [c.196]

Основное внимание мы сосредоточим на анализе отражения акустических волн от границы жидких сред, в том числе движущихся.. Родственные задачи об отражении и преломлении сферических волн на границе жидкости и твердого тела шш двух твердых полупространств рассмотрены в работах (4. гл. 3], (48. 24), 1161, 215,235.2Ь8. 320, 389, 390, 445] и др. Более подробную библиографию читатель найдет в монографиях (4, 215, 326, 352). [c.241]

Пусть теперь из твердого тела на границу с жидкостью под углом е падает продольная ультразвуковая волна. Поле смещений в твердом теле будет описываться выражением (Х.45) в сочетании с уравнениями для падающей и отраженных волн (Х.42) — (Х.44). Уравнение преломленной волны в жидкости имеет прежний вид [c.225]

При таком угле падения преломленный луч исчезает и вся энергия, приходившаяся при углах 0i< 0 р на долю проходящей волны, переходит в отраженную волну. Это явление, известное под названием полного внутреннего отражения, согласно формуле (VI 1.43), возможно лишь при условии l < С2, т. е. когда скорость звука во второй среде больше, чем в первой, например при падении ультразвуковой волны из жидкости на границу с твердым телом. Величина критического угла может при этом быть весьма небольшой, например для границы вода — алюминий ( i 1,5-10 см/с, С2 6-10 см/с) угол 0кр — 14°. Для границы же газ — твердое тело можно принять условие j < Сз, при котором, согласно (VII.43), критический угол близок к я/2. Это означает, что из газа в твердое тело проникают лишь волны, падающие на границу раздела почти под прямым углом, а остальные волны испытывают полное внутреннее отражение. Интересно отметить, что в обратьюм случае ( i с ), согласно выражению (VI 1.37), угол преломления 02 близок к я/2 при любых углах падения, так что волны, падающие, например, из твердого тела на границу с газом, распространяются в нем почти перпендикулярно к границе раздела независимо от угла падения. [c.158]

Рассмотрим теперь случай контакта твердого тела с жидкостью. Пусть на плоскую границу с жидкостью из твердого тела под углом е к оси X (см. рис. 67, в) падает сдвиговая волна, поляризованная в плоскости падения (для волны, поляризованной в перпендикулярном направлении, всегда р а% О- Для волн, рас-пространяюи1ихся в твердом теле, мы сохраним все прежние обозначения. Суммарное поле смещений в твердом теле будет иметь такой же вид (Х.32), как и в случае свободной поверхносги, т. е. U = Ux + Ut + U/, где Ux, Ut И u — векторные смещения в падак5-щей поперечной, отраженной поперечной и отраженно продо.ть-ной волнах, соответственно описываемых уравнениями (Х.29) — (Х.31), В жидкости может существовать только продольная волна, характеристики которой снабдим индексо.м ж. Уравнение преломленной продольной волны в случае, соответствующе.м рис. 67, в, можно записать в виде [c.224]

Потная трансформация продольных волн в сдвиговые в твердом теле осуществляется также прп углах падения из жидкости в 9кр = ar sin ( / /), т. е. в случае полного внутреннего отражения продольной волны, а этот случай также реализу ется почти для всех сочетаний жидкостей и твердых тел, поскольку почти всегда С/ > и 9 / > 9 (см. рис. 67, г). При в = (9kp)i преломленная продольная волна распространяется в твердом теле параллельно его границе, а при углах падения 9 > (9 p)i угол 9/ становится комплексным, чему, как известно, соответствует неоднородная продольная волна (в твердом теле), экспоненциально затухающая при удалении от его границы. Наконец, при 9 (9 р)2 = ar tg (с /сх) то же самое произойдет и со сдвиговой волной, после чего коэффициент отражения падающей на твердое тело продольной волны ири всех углах падения становится по абсолютной величине равным [c.228]

Граничные условия (Х.49), (Х.50) дают три уравнения для нахождения неизвестных амплитуд отраженных волн (Л и Л ) и преломленной волны (Л ). Решив эти уравнения относительно Л/7Лх и AJAx, получим формулы для коэффициентов отражения (рлт и р д/) и прохождения ( /д) сдвиговой волны, падающей на границу твердого тела с жидкостью 164] [c.225]

В заключение рассмотрим обратную задачу о преломлении продольной волны, падающей из жидкости на плоскую границу с твердым телом. Ранее, в гл. VU, мы решали такую задачу применительно к двум жидкостям. Результат, который при этом получается для коэффиниснта отражения и К0э( х )ициента преломления в виде соотношении (УП 39) и (УП.40), вытекает непосредственно из формул (Х.54) - (Х.56), если положить в них бт = О (и z 0) Если же продольная волна падает из жидкости на поверхность твердою тела под некоторым углом е к этой поверхности, то она возбуждает в нем и продольные, и сдвиговые смещения, в результате чего в твердом теле возникают две преломленные волны, распространяющиеся со скоростями l и Сх под углами 9/ и бт (рис 67, г). Найдем коэф4)ициеиты отражения и прохождения эп х волн. [c.226]

Для физико-химических исследований применяется Р. системы Пульфриха, служащий для измерения показателей преломления и дисперсии прозрачных жидких и твердых тел при различных °..Р. сист. Пульфриха состоит из прямоугольной призмы с большим показателем преломления, на к-рую молшо накладывать й приклеивать хорошо пришлифованный цилиндрич. сосуд (фиг. 3) для жидкости, и из зрительной трубы, вращающейся около )азделейного на градусы круга. По другую сторону от зрительной трубы ставится монохроматич. источник.света—натровая горелка, свет от к-рой направляется скользящим пучком на горизонтальную грань вспомогательной призмы с помощью призмы полного внутреннего отражения, на к-рой наклеена собирательная линза. Зрительная труба устанавливается на бесконечность, что дает при сходящемся пучке равномерно освещенное поле. В трубу попадают лучи, угол преломления к-рых меньше угла преломления скользящего луча,—получается одна резкая граница, которую наводят на крест нитей, производят отсчет и с помощью таблиц определяют п. Для определения дисперсии о свешают призму трубкой Гейслера через конденсор. В поле зрения получается ряд цветных границ, соответствующих различному показателю преломления для различных длин волн. Цветные [c.355]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...