Параметрический прием звука

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ПРИЕМ ЗВУКА [c.137]

Рассматриваются фокусировка, параметрическая генерация, обращение волнового фронта и другие эффекты применительно к акустике, а также такие важные в практическом отношении вопросы, как параметрическое излучение и прием звука, характеристики поля мощного акустического излучателя и другие. [c.2]

Принцип работы параметрических приемников звука и вибраций основан на изменении соответственным образом сконструированных элементов электрической цепи L, С или R при их механической деформации. [c.219]

С другой стороны, в параметрических излучателях звука происходит генерация разностной, а в приемниках (см. ниже) — суммарной частоты при нулевом граничном условии. Как мы видели ранее (1.1), генерация комбинационных частот в плоских волнах идет без порога, от нуля и по линейному закону (эффекты дифракции лишь несколько подправляют его). [c.102]

При m 1 вторым членом (5.7) можно пренебречь при этом генерируется только первая низкочастотная гармоника. Для малых чисел Рейнольдса (Г 1) эффект незначителен. Однако на расстояниях Fz 1п(4Г/тР) амплитуды волн Q, 2Q становятся сравнимыми с амплитудой волны накачки, а затем и превышают ее. Низкочастотные волны, затухая по более медленному закону ехр(—/г Р Гг) (где /г = 1,2 — номер гармоники), чем высокочастотные компоненты спектра — ехр —tz), могут пробегать на значительно большие расстояния. Из-за этого, в частности, на эффекте нелинейной генерации волн разностных частот основана работа некоторых гидроакустических приборов (например, параметрических излучателей звука). [c.207]

Используя модель пористой среды в виде капилляров постоянного поперечного сечения, можно получить следующие параметрические соотношения для определения толщины слоя 5 и отношения дарения Pi на входе к давлению на выходе, при котором на выходе из матрицы поток достигает скорости звука [c.24]

Комбинационное рассеяние может найти некоторые практические применения. Выше (гл. 4, 1) уже шла речь о параметрических устройствах (параметрическом излучателе и параметрическом усилителе) в жидкостях и отмечались ограничения, связанные с тем, что при отсутствии дисперсии в результате искажения волны накачки вплоть до образования пилообразной волны параметрический усилитель не может иметь коэффициент усиления больший, чем примерно 1,5. В твердых телах в настоящее время еще не получены пилообразные волны для перехода в область больших чисел Рейнольдса нужно существенно увеличивать интенсивность звука, а при малых интенсивностях накачки коэффициент усиления еще меньше. Имея в виду, что при комбинационном рассеянии амплитуда рассеянной волны можно, используя это и увеличи- [c.331]

Ударную адиабату (2.2.1) удобно исследовать с помощью параметрического представления Н(1А ) и р(М ), которое задается уравнениями (2.1.6), если заменить — где Мщ— нормальное число Маха, а — скорость звука перед скачком. Согласно 1.8 отношение р—р1)1 д—еО—при р ри поэтому точке 1 соответствует значение М1п = 1. [c.55]

К параметрическим искажениям относятся автопараметрический резонанс и детонация. Первый вид искажений наблюдается в громкоговорителях (см. разд. 6), второй — в системах записи звука (см. разд. 10). Автопараметрический резонанс выражается в появлении субгармоник, т. е. колебаний с частотами, кратными дробной величине частоты основного колебания. Характер этих искажений сходен со звучанием нелинейных искажений на низких частотах. Детонация сигнала выражается в изменении частоты вторичного сигнала по отношению к частоте первичного. Эти искажения прослушиваются и в виде плавания частоты сигнала, а при быстрых изменениях — в виде хрипов и дребезжания. [c.290]

Представляют интерес неоднородные среды, не отражающие волны любой частоты хотя бы при одном значении угла падения. В работе [487] утверждается, что F = О для всех ш при нормальном падении волны на среду с профилем скорости звука, задаваемым параметрически равенствами [c.140]

Полученные аналитические выражения для сдвиговых и собственных источников шума в струях при использовании различных вариантов одноточечных и двухточечных корреляций требуют более детального анализа возможных физических механизмов генерации звука, проведения параметрических и физических исследований и на их основе — выбора апробированных зависимостей. [c.117]

К.т. находят широкое применение при измерении Q частот и фаз акустических сигналов, для исследо-ЗЙ вания нелинейных искажений в акустичсскоп аппаратуре, при параметрическом излучении звука (см. Параметрическое возбуждение колебаний), а также имеют больнгое значение в теории музыкальных инструментов. [c.422]

При неколлинеарном взаимодействии, когда резонансные условия не выполняются, поле от различных участков области взаимодействия интерферирует так, что в точках вне этой области поле близко к нулю, если размеры области многократно превышают длины первичных волн. Поэтому и в случае ограниченных пучков наиболее интересен случай коллинеарного взаимодействия, когда обе первичных и вторичная волны синхронны. Тогда область взаимодействия образует как бы бестелесную антенну бегущей волны, излучающую сигнал. Особенно интересен здесь случай волн близких частот или произвольной модулированной волны, порождающих низкочастотное поле. Это параметрический излучатель звука (ПИ), который был предложен в начале 60-х годов [Westervelt, 1963] . Учитывая, что параметрические излучатели сейчас широко известны, мы ограничимся лишь обсуждением наиболее наглядных физических моделей. [c.129]

Итак, введение селективного поглощения позволяет в принщ1пе повысить эффективность параметрического усиления звука заметим, что в недиспергирующей среде коэффищ1ент параметрического усиления субгармоники даже при идеальном синхронизме не может существенно превьпиать единицу [Гольдберг, 1972 Руденко, Солуян, 1975]. Технически такую селекцию можно осуществить в плоском резонаторе, одна из стенок которого представляет собой пластинку конечной толщины, причем акустический импеданс пластинки сильно отличается от импеданса окружающей среды. При нормальном падении волны на резонансных частотах пластинка не отражает ее, а пропускает полностью. Это обстоятельство и можно использовать для устранения перекачки энергии в ненужные гармоники [Зарембо и др., 1980]. Использовав такую пластинку в качестве границы плоского резонатора (акустического интерферометра) и возбудив его на частоте = ясо/ г/,, мы получаем, что на т-й и высших гармониках частоты со добротность резонатора Q мала (он открыт), тогда как на основной частоте и ее гармониках с номерами меньше т значение Q может быть велико, причем отражение по скорости происходит в противофазе, т.е. пластинка эквивалентна твердой стенке, и спектр частот такого резонатора остается эквидистантным. [c.150]

РЕАКЦИЯ [термоядерная — реакция слияния легких атомных ядер в более тяжелые, происходящие при высоких температурах 10 К фотоядерная- -расщепление атомных ядер гамма-квантами цепная — реакция деления атомных ядер тяжелых элементов под действием нейтронов, в каждом акте которой число нейтронов возрастает, так что может возникнуть самоподдерживающийся процесс деления ядерная — превращение атомных ядер, вызванное их взаимодействием с элементарными частицами, в том числе с гамма-квантами, или друг с другом] РЕВЕРБЕРАЦИЯ — процесс постепенного затухания звука в закрытых помещениях после окончания действия его источника РЕЗОНАНС (есть явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний системы при приближении частоты вынужденной силы к собственной частоте колебаний системы акустический — избирательное поглощение энергии фононоБ определенной частоты в парамагнитных кристаллах, помещенных в постоянное магнитное поле антиферромагнитный — избирательное поглощение энергии электромагнитных волн, проходящих через антиферромагнетик, при определенных значениях частоты и напряженности приложенного к нему магнитного поля гигантский — широкий максимум, которым обладает зависимость сечения ядерных реакций, вызванных налетающей на атомное ядро частицей или гамма-квантом, от энергии возбуждения ядра магнитный — избирательное поглощение энергии проходящих через магнетик электромагнитных волн на определенных частотах, связанное с переориентировкой магнитных моментов частиц вещества параметрический — раскачка колебаний при периодическом изменении параметров тех элементов колебательных систем, в которых сосредоточивается энергия колебаний) [c.271]

Эффект генерации комбинац. тона в среде при взаимодействии звуковых пучков разл. частоты лежит в основе работы т. н, параметрических излучателей и приёмников звука, в к-рых область взаимодействия первичных волн (наз. волнами накачки) играет роль бестелесной антенны. [c.290]

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ И ПРИЕМ-ЫИКИ ЗВУКА — устройства, основанные на использовании эффекта генерации комбинац. тонов цри взаимодействии звуковых волн, в к-рых роль излучающей (приёмной) антенны играет область среды, где происходит нелинейное взаимодействие волн. [c.535]

Тонкая структура линии рэлеевского рассеяния содержит дискретные линии, обусловленные рассеянием на тепловых волнах (рассеяние Мандельштама-Бриллюэна), расположенные симметрично относительно несмещенной компоненты. Рассеяние с изменением частоты связано с тем, что диэлектрическая восприимчивость х (э. также диэлектрическая проницаемость в = 1 + х) изменяется во времени вследствие тепловых акустических волн в веществе, характерная частота этих изменений равна г/д = и/2а, где и и а — скорость звука и постоянная решетки. Модуляция свойств среды приводит к появлению суммарной и разностной частот рассеянного света г/ г/д. Рассеяние с появлением спектральных компонент, смещенных по частоте относительно исходного излучения, является параметрическим процессом. Вероятность появления одного рассеянного фотона при облучении одной частицы (молекулы или атома) пропорциональна плотности потока квантов в пучке падающего света, но коэффициент пропорциональности (сечение рассеяния а) составляет по порядку величины всего лишь 10 ° см /ср. Отсюда получаем, что отношение интенсивности рассеянного света к интенсивности падающего /о составляет /5 / /о = = Аттапк, где п 10 см — концентрация атомов, к — толщина слоя. При прохождении светом расстояния 1 см в однородном прозрачном твердом теле рассеивается в полный телесный угол (4тг стерадиан) примерно 1з/1о 10 падающей интенсивности. [c.50]

Теория автоколебаний маятника Фроуда была развита С. П. Стрелковым по предложению Л. И. Мандельштама ЖТФ, том 3, стр. 563, 1933), Было бы вообще интересно проследить во всей полноте связь между задачами, поставленными в области теории колебаний Рэлеем, и работами Л. И. Мандельштама. Ряд проблем, либо только намеченных Рэлеем, либо в какой-то мере им разрешенных, нашел затем исчерпывающий ответ в исследованиях Л. И. Мандельштама, его сотрудников и учеников, Эгу связь можно обнаружить пе только в отношении общих проблем (теория автоколебаний, теория параметрических систем), но и на отдельных частных вопросах. Из числа таких вопросов, затронутых в Теории звука , можно назвать — кроме уже упомянутого исследования по теории возмущений, задачи об электромагнитном прерывателе и задачи о маятнике Фроуда — еще вопрос о возбуждении и форме автоколебаний скрипичной струны, рассмотренный А. А. Виттом ЖТФ, том 6, стр. 1459, 1936 и том 7, стр. 542, 1937), и вопрос о поведении собственных частот мембраны при закреплении отдельных ее точек ( 213а), исследованный А, А. Виттом и С. П. Шубиным ЖТФ, том 1, стр. 428, 1931), [c.13]

Уравнения в частных производных, типа уравнений (8) и (9), должны, строго говоря, использоваться и при исследовании других нелинейных процессов смешения, параметрического усиления, вынужденного рассеяния. К счастью, в большинстве практически интересных случаев можно ограничиться квазистатическим приближением, полагая дA дt) = 0. Действительно, даже для X10 сек (характерная длина импульса лазера с модулируемой добротностью) в задачах о генерации гармоник, о смешении частот, вынужденном комбинационном рассеянии х Т при 10 см, что заметно превышает длины нелинейных сред, используемых в эксперименте. Важным исключением, однако, оказывается вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна в этом случае Г l v, где V — скорость звука. Подставляя V 10 см1сек п х = 10" сек, убеждаемся, что квазиста-тическое приближение становится неприменимым уже при I 10" см. Особенности рассеяния, связанные с этим обстоятельством, подробно обсуждаются в работе [42]. [c.23]

Выведенные ранее формулы остаются справедливыми следует произвести лишь подстановки соответствующих физических величин. В кристаллах и жидкостях при комнатной температуре поглощение акустических волн оказывается много большим, чем поглощение световой волны в прозрачной среде. Типичное значение коэффициента поглощения для гиперзвуковой волны Ог при температуре 300° К на частоте 10 гц составляет 400 сж величина аг возрастает как квадрат частоты. Поглощение же света характеризуется коэффициентом а < 0,1 СЛ1 . Следовательно, можно ожидать усиления рассеянной световой волны с частотой соз- Рассеяние Мандельштама — Бриллюэна во многом похоже на комбинационное рассеяние света. Действительно, в элементарном акте рассеяния квант частоты лазера (оь поглощается, световой квант частоты со = соь — соак излучается, а акустический фонон Йсоак = из-за сильного затухания звука в среде поглощается. Легко видеть, что если величина аг постепенно уменьшается до значения, сравнимого с величиной аз, характер процесса рассеяния изменяется. При больших аг это процесс типа комбинационного рассеяния, где усиливается в основном рассеянная световая волна, а при малых а — процесс параметрической генерации одновременно обеих волн — акустической и световой. Экспериментально последний режим можно реализовать путем охлаждения кристалла до температуры жидкого гелия, при которой величины аг и аз оказываются сравнимыми. [c.161]

К 1960 г., в основном благодаря работам [2, 14, 15], было показано, что в ультразвуковом диапазоне частот даже при незначительных интенсивностях звука генерация гармоник и комбинационных частот в маловязких жидкостях (таких, например, как вода) благодаря их нелинейным свойствам проявляется весьма сильно. Это натолкнуло Вестервельта [21—241 и независимо от него В. А. Зверева п А. И. Калачева 125—29] на мысль о возможности создания параметрических излучающих и приемных антенн. [c.101]

Эффект обращения волны в пьезокристалле полезно пояснить и непосредственно, aj " ф без использования диспер- Рис. 11.3. Типы взаимодействий акустичес-СИОННЫХ диаграмм. В самом ких волн в кристалле с электрическим деле, как следует из уравне- полем, ний состояния (2.3), выражение для упругих напряжений в этом случае содержит нелинейный член ij=eijkim UkiEm, где eij im— постоянные нелинейного пьезоэффекта. Если kx—Ш) и m sin 2Ш, то из элементарной тригонометрии следует, что в Ыц имеется слагаемое, пропорциональное os ( jr+ o/). Очевидно, оно и вызывает генерацию обратной волны. Впервые указанный эффект был предсказан в [381. Как выяснилось впоследствии, именно генерацией обратной волны обусловлено явление двухимпульсного электроакустического эха (более принято понятие фононного эха ), наблюдаемого в монокристаллах и кристаллических порошках [39—461. Например, при подаче на кристалл LiNbOg импульса продольной акустической волны с частотой 550 МГц и после приложения к нему через время т импульса электрического поля на частоте 1100 МГц появляется серия эхо-сигналов, если время т удовлетворяет условию зе (2лЧ-1) Ыс, п=0, 1,2,..., где L — длина кристалла, с — скорость звука [431. Первые эхо-сигналы появляются вскоре после действия поля, однако сигнал максимальной амплитуды (истинное эхо) наблюдается в момент времени t=2x. Амплитуды сигналов эха пропорциональны произведению амплитуд задающих импульсов в соответствии с параметрической природой процесса. Явление фононного эха наблюдалось во многих работах для различных типов волн и в разных кристаллах и порошках. В частности, эхо на по- [c.295]

В 5 мы пренебрегали нелинейным членом пЁ в уравнении для тока (5.6). В результате выражения для коэффициентов электронного поглощения и усиления получились не зависящими от амплитуды звуковой волны. На самом деле подобная зависимость экспериментально наблюдается, например, в ограничении коэффициента усиления при больших интенсивностях звука или в явлении насыщения. Величина дцпЁ, которую обычно называют токовой, а также концентрационной нелинейностью ), ответственна и за описание ряда других эффектов, связанных с нелинейными взаимодействиями волн, в том числе параметрических взаимодействий и акустоэлектрического эффекта. [c.330]

В соответствии с капиллярно-волновой гипотезой, образование капель аэрозоля генетически самым тесным образом связано с возникновением на поверхности капиллярных или капиллярно-гравитационных волн. Задача нахождения механизма параметрического возбуждения капил-лярно-гравитационных волн и условий их возникновения впервые была решена Малюжинцом (см. следующий параграф). С позиций теории, предложенной в этой работе, был объяснен механизм действия старинного (эпохи династии Хань) китайского водоизвергающего газа Тайцзиту . Если массивные ручки таза растирать вручную, то с поверхности налитой в таз воды выбрызгиваются мелкие капли. Как показал Малюжинец, капли выбрызгиваются с гребней капиллярно-гравитационных волн конечной амплитуды. Эти волны возбуждаются вибрациями частоты в несколько сотен герц при растирании ручек вследствие падающего характера зависимости силы трения от скорости. Для объяснения аномально высокого поглощения звука в водно-воздушных резонаторах, [c.368]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...