Распространение звука в океане

На распространение звука в океане существ, влияние. . оказывает поглощение звука. Для солёной морской воды 401 [c.461]

Итак, если вы смотрите на океан и видите, хотя и редко, его абсолютно гладкую поверхность, то это не значит, что в его глубине все спокойно. На глубине в сотню и несколько сотен метров могут существовать волны с размахом до ста метров это медленные волны с периодами колебаний от нескольких десятков минут до суток и больше. Они важны для распространения звука в океане, для формирования турбулентности" вод океана, для организмов, которые во многих случаях путешествуют по морским глубинам вместе с внутренними волнами. Изучение последних чрезвычайно важно для подводного плавания внутренние течения (синоптические) несут подводные лодки не так, как указано в атласах, а в противоположную сторону, [c.177]

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКА В ОКЕАНЕ [c.80]

Многочисленные расчеты лучевых картин и связанных с ними каустик в слоистых средах были проведены в связи с исследованием распространения звука в океане и атмосфере, а также ионосферного распространения [c.365]

Большое значение имеет исследование распространения звука в океане. В этом случае слой воды ограничен с одной стороны дном океана, а с другой — поверхностью воды. Теория распространения волн в слоях имеет большое значение в сейсмологии и в сейсмической разведке [73, 43]. [c.206]

В связи со сложным законом распространения звука в океане акустический портрет, измеренный даже на средних дальностях, может существенно отличаться от измеренного на малом расстоянии. На больших расстояниях сказывается влияние затухания на высокочастотные составляющие спектра. В мелководных каналах отклик канала неодинаков для дискретных составляющих на различных частотах, что приводит к существенному отличию по амплитуде относительно измерений на малых расстояниях. При необходимости охарактеризовать акустический портрет цели на значительных расстояниях от нее следует учитывать, если это возможно, частотную зависимость затухания в соответствии с акустической траекторией распространения звука. [c.319]

При распространении звука в океане вертикальное отклонение луча г, как правило, много меньше размера неоднородности Н. Используя это условие, получить из формулы (12.3) явное выражение г = г(х) для траектории луча. [c.85]

Прохождение сигнала v(t) через линейную систему (радиотехническую цепь, канал распространения звука в океане и т.п.) полностью характеризуется коэффициентом передачи системы K(io>), который равен отношению комплексных амплитуд сигнала на выходе и входе при гармоническом входном [c.232]

Таким образом, при построении феноменологических теорий часто бывает удобно воспользоваться континуальным представлением, игнорируя атомную структуру вещества. Разумеется, именно так следует поступать, рассматривая истинно макроскопические процессы, например распространение звука в океане или прохождение света звезд через атмосферу и радиоволн в ионосфере. Материал рассматривается при этом как непрерывная среда, состав которой определяет локальную плотность, упругость, коэффициент отражения, диэлектрическую проницаемость и т. д., т. е. параметры, фигурирующие в волновом уравнении. Такой подход оправдан, так как здесь мы имеем дело с возмущениями, длина волны которых значительно превышает типичное расстояние между атомами. С другой стороны, в приложении к тепловым колебаниям или к движению электронов в неупорядоченной конденсированной среде континуальная трактовка редко бывает оправдана. Тем не менее математическое сходство этих задач с соответствующими задачами макроскопической физики наводит на мысль о том, что небесполезными могут оказаться и модели, в которых флуктуации плотности или вариации локального кристаллического порядка рассматриваются просто как физические причины изменений локального потенциала, плотности, скорости фононов и т. д. [c.134]

Влияние температурных неоднородностей. Благодаря течениям и нагреванию поверхности моря и возникающих при этом процессов конвекции и перемешивания в море в той или иной степени всегда имеются температурные неоднородности, которые оказывают существенное влияние на распространение звука, в особенности ультразвука. На рис. 198 приведена типичная кривая температуры, полученная при перемещении в океане чувствительного малоинерционного термометра по горизонтали на глубине 50 м. [c.331]

К концу войны факторы, вызывающие изменения скорости звука в океане, были изучены и систематизированы. Во всех районах Мирового океана были получены экспериментальные данные скорости распространения звука, охватывающие все сезоны года, различные погодные условия и разные глубины. С использованием на ранних этапах методов лучевой акустики было исследовано влияние вертикального профиля скорости звука на траектории распространения акустических лучей. Различные типы траекторий акустических лучей были идентифицированы и им присвоены наименования, существующие по настоящее время. [c.19]

Рефракция — важнейший фактор, влияющий на распространение звука в атмосфере, в океане и в толще земли. Рефракционные эффекты могут наблюдаться также при распространении УЗ в изделиях, в материале к-рых скорость звука меняется по толщине (напр., вследствие поверхностной цементации). [c.268]

В общем случае скорость звука в океане может зависеть сложным образом от глубины и вдоль трассы распространения С = С (3-однако в большом числе случаев скорость существенно зависит от координаты (глубины) Зг и в меньшей мере от горизонтальной координаты ). Задача состоит в решении уравнения Гельмгольца для звукового давления [c.93]

Поскольку вода является упругой средой, звуки в ней распространяются довольно хорошо. В зависи.мости от мощности источника звука дальность распространения звука в море равна десяткам или сотням километров. Но бывают случаи, когда звук распространяется на расстояние до нескольких тысяч километров по так называемому подводному звуковому каналу, который возникает чаще всего в океане. Это область глубин, где скорость звука вначале уменьшается, а достигнув минимума, начинает возрастать. Физически это обусловливается большой зависимостью скорости распространения звука в морской воде от ее температуры, солености и гидростатического давления. [c.37]

Волновые представления в той первоначальной форме, в которой их развивал Гюйгенс ( Трактат о свете , 1690), не могли дать удовлетворительного ответа на поставленный. вопрос. В основу учения о распространении света Гюйгенсом положен принцип, носящий его имя. Согласно представлениям Гюйгенса, свет, по аналогии со звуком, представляет собой волны, распространяющиеся в особой среде — эфире, занимающем все пространство, в частности заполняющем собой промежутки между частицами любого вещества, которые как бы погружены в океан эфира. С этой точки зрения естественно было считать, что колебательное движение частиц эфира передается не только той частице, которая лежит на пути светового луча, т. е. на прямой, соединяющей источник света L (рис. 8.1) с рассматриваемой точкой Л, но всем частицам, примыкающим к А, т. е. световая волна распространяется из А во все стороны, как если бы точка А служила источником света. Поверхность, огибающая эти вторичные волны, и представляет собой поверхность волнового фронта. Для случая, изображенного на рис. 8.1, эта огибающая (жирная дуга) представится частью шаровой поверхности с центром в L, ограниченной конусом, веду- [c.150]

В этой главе рассмотрена природа акустических волн в идеальной среде. В океане на распространение звука влияют такие факторы, как температура и химический состав воды, гидростатическое давление, а также неровности поверхности моря [c.24]

В этой главе рассмотрено влияние границ раздела между слоями жидкости с различными характеристиками на распространение плоской акустической волны. В общем случае часть энергии плоской волны отражается от границы раздела, а часть проходит через нее. При этом возможно изменение направления движения фронта волны, называемое рефракцией. Особое влияние на распространение акустической энергии на большие расстояния оказывают потери, происходящие при отражении от поверхности и дна океана. В качестве введения в проблему определения особенностей распространения траекторий акустических лучей в океане рассматривается рефракция, возникающая в случае, если скорость звука является линейной функцией глубины. Целью этого анализа является построение акустических лучевых картин, определяющих изменение интенсивности акустического поля при изменении глубины и расстояния. [c.90]

Па распространение звука в океане влияют разд. факторы как регулярного, так и случайного характера, к-рые зависят от свойств среды и характеристик поверхности и дна. Наиб, важная акустич. характеристика океаиич. среды — скорость звука, вертикальная и горизонтальная изменчивости к.рой в осн. определяют характер распространения звука в данном районе. Макс. относит, градиенты скорости звука по вертикали на три порядка превышают макс. относит, горизонтальные градиенты. Скорость звука в океане меняется в пределах 1450—1540 м/с её значение зависит в осн. от темп-ры, солёности, давления (глубины) повышение темп-ры воды на 1°С увеличивает скорость звука на 2—4 м/с, повышение солёности на i%Q — примерно на 1 м/с, повышение давления на 1 атм — примерно па 0,2 м/с. Вертик. изменение темп-ры до глубин в неск. [c.461]

В морской воде С. з. зависит от темперы, солёности и глубины. Эти зависимости имеют сложный вид. Для расчёта С. 3. в море используются таблицы, рассчитанные по эмпирнч. ф-лам. Поскольку темп- а, давление, а иногда и солёность меняются с глуояной, то С. з. в океане является ф-цией глубины с г). Эта зависимость существенно определяет характер распространения звука в океане (см. Гидроакустика). В частности, она определяет существование подводного звукового канала, положение оси к-рого и др. характеристики зависят от времени года, времени суток и от Географии, местоположения. [c.547]

Уровень шума в полосе частот от 10 до 100 Гц определяется плотностью судоходства и характеристиками дальнего распространения звука в океане в этом частотном диапазоне. Уровень низкочастотного звука, приходящего с больших расстояний, должен зависеть главным образом от рефракции звука при прохо-жденип зоны конвергенции и типа звукового канала. Шум, распространяющийся путями, приводящими к многократным донным отражениям, сильно затухает и, таким образом, не вносит большого вклада в поле окружающего шума. Следовательно, высокие уровни окружающего шума в низкочастотном диапазоне обычно наблюдаются при таких глубинах и профилях скорости звука, которые характеризуются наличием зон конвергенции. На рпс. 10.2 показан диапазон уровней, который можно ожидать для шумов отдаленного судоходства с учетом влияния [c.259]

РЕФРАКТОМЕТРИЯ — раздел оптич. техники, посвящённый методам и средствам измерения показателя прелоилевия п твёрдых, жидких и газообразных сред в разл. участках спектра оптич. излучения. Приборы для определения п наз, рефрактометрами. О методах Р. см. в СТ. Рефрактометр. рефракция волн — см. Преломление волн. РЕФРАКЦИЯ ЗВУКА (от позднелат. ге1гас1ю — преломление) — изменение направления распространения звука в неоднородной среде (атмосфера, океан, толща земли), скорость звука в к-рой является ф-цией координат. Ход лучей в данном случае определяется ур-вия-ми геометрической акустики. Звуковые лучи поворачивают всегда к слою с меньшей скоростью звука. Р. з. выражена тем сильнее, чем больше относит, градиент скорости звука. [c.386]

Однако исследования слабонелинейных возмущений в сжимаемой среде долгое время были, за немногими исключениями, весьма слабо связаны с классической акустикой, которая занималась звуками музыкальных инструментов, эоловыми тонами, акустическими свойствами помещений, распространением звука в воздухе и воде и другими, сугубо линейными проблемами. Резкий подъем интереса к нелинейным акусгаческим явлениям относится к концу 1950-х годов, и тому были веские причины. С одной стороны, появилась потребность в изучении сильных звуков, возникающих в океане, атмосфере, земной коре при взрывах, работе реактивных двигателей и тд. С другой - появились источники мощного звука и ультразвука, используемые для локации природных сред, диагностики материалов, в технологии, хирургии и других областях. При этом во многих случаях, даже при относительно небольших (по акустическому числу Маха) амачитудах поля, нелинейные искажения могут накапливатмя до существенных величин, поскольку расстояния, измеряемые в длинах волн (а именно такая мера чаще всего определяет величину эффекта), оказываются достаточно большими. [c.3]

Для жидкостей при вычислении звука приходится пользоваться опытными значениями адиабатного модуля объемной упругости. Так, для воды при 17°С Х1, = 2,12 10 рп = = 0,999 г см , т = 1 откуда <71,= 1,431-10 см сек, что прекрасно сходится с опытом. Несмотря на большую теплопроводность жидкостей по сравнению с газами, выравнивание температур в звуковой волне не успевает происходить, и распространение звука в жидкостях является, как и в газах, адиабатным процессом. Скорость звука в воде возрастает примерно на 4,5 м сек на 1 градус, а в зависимости от давления — приблизительно на 0,05 м сек на 1 атм или на 0,005 м сек на 1 м глубины. На глубинах 100—200 м (в теплых морях) и 1—1,5кж (в океанах) скорость звука имеет минимум. Так, в Тихом и Атлантическом океанах Ст1п = 1490 м сек, тогда как на поверхности океана в тропиках с =1530 м сек. Скорость звука в воде в зависимости от температуры и солености определяется эмпирической формулой [c.25]

Если среда неоднородна, т. е. свойства среды регулярным или случайным образом зависят от координат, то уравнение, описывающее волновой процесс, может быть приведено к виду, аналогичному (2.1) или (2.3). Однако при этом не константа, а функция рдинат (ж, и, г). Распространение электромагнитных волн "в атмосфере и ионосфере, распространение низкочастотного звука в океане описывается волновым уравнением такого типа. [c.13]

Распространение звука в морской воде сопровождается релаксационными процессами, которые обусловливают эффект объемной вязкости. 1фоме того ослабление звука с расстоянием в океане происходит вследствие рассеяния его на различного рода неоднородностях. Обычно измеряют суммарный эффект поглощения и рассеяния звука и говорят о затухании звука. [c.6]

Из формул (1.4)-(1.6) видно, что изменения скорости звука в юре невелики. Действительно, при изменении температуры от О до ЗСЯС, т.е, практически во всем возможном интервале температур, скорость звука изменяется приблизительно на 6 . Однако даже такие малые изменения скорости приводят к существенным особенностям распространения звука в морях и океанах, о чем пойдет реш позднее. [c.10]

Для океанических условий распространения звука на больших глубинах характерны некоторые особенности, которые связаны с наличием подводного звукового канала (ПЗК). Глубина оси ПЗК в океане I - 1,2 км, а в тропических районах она опускается до глубины 2 км. На рис.IX.10 показан случай, когда излучатель находится вблизи поверхности при наличии ПЗК на большой глубине (см.распределение скорости звука). На лучевой картине можно отчетливо видеть зональную структуру звукового поля, которая характеризуется последовательностью чередующихся облученных зон и зон геометрической тени( Тд, Та, ...). В зону тени не попадают "каналовые" лучИ которые не претерпевают отражений от дпа и поверхности. Отраженные же лучи, в общем, сильно ослабляются на значительном удалении. По мере приближения источншса звука к оси ПЗК протяженность зон тени уменьшается. При совпадении глубины излучателя с осью канала зоны теш исчезают вообще. При этом в точку приема, расположенную вблизи канала, так же придет шо-жество лучей. "Шоголучевость - одна из характерных особежос-тей распространения звука в ПЗК, что приводит к размыванию импульсных сигналов. [c.91]

В средах без дисперсии или со слабой дисперсией чффекгы нелинейной рефракции и дифракции ещё сложнее, т. к. волновое поле не остаётся гармоническим и профиль В. пеирерывпо деформируется, вплоть до образования ударных В., солитонов и др. Такие процессы типичны, папр., для нелинейной акустики (сюда относятся, в частности, задачи о распространении взрывных В. сильного звука в атмосфере и океане). Здесь также широко применяется приближение коротких волн, позволяющее, в частности, проследить за не-линейными искажениями В. вдоль лучей (нелинейная гоом. акустика). При описании В. как квазиплоского волнового лучка справедливо приближённое ур-ние, обобщающее ур-ние (27) в отношении учёта дифракции [c.326]

Если источник звука расположен на оси П. з. к. или вблизи неё, то звуковые лучи, выходящие под небольшими углами к оси, вследствие рефракции звука будут вновь я вновь возвращаться к ней, т. е. будут захвачены П. з. к. (т. н. волноводное распространение рис., б). Чем больше разность значений скорости звука на поверхности и на оси П. з. к., тел1 в более широком интервале углов захватываются лучи, т. е. тем более эффективным будет П. з. к. При распространении в нём звуковые волны не касаются ни поверхности, ни дна океана и, следовательно, не рассеиваются и но поглощаются на его границах. Благодаря этому звук НЧ, для к-рых поглощение в морской воде весьма мало, может распространяться в П. з. к. на сотни и тысяча км ( сверхдальнее распространение). В одном из зкспери.ментов звук от небольших подводных взрывов регистрировался на расстоянии 19000 км. Способность звука распространяться по П. з, к. на большие расстояния имеет многочисленные практич. приложения. П.з, к. в океане был открыт в сер. 40-х гг. 20 в. [c.667]

РАДИОАКУСТИЧ.ЕСКАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ, один из новейших методов определения положения кораблей в море на небольших расстояниях от суши, в основании которого лежит принцип вычисления пути прохождения -звука по времени распространения его в воде. Скорость звука в воде (см. Звук) после развития Р. с. послужила предметом многочисленных и весьма тш ательных исследований. В среднем эта скорость принимается 1 492 м/ск, при температуре воды +13° и солености ее 33,5 /оо> что приблизительно соответствует прохождению одной морской мили в IV3 ск. времени. Два типа приборов Р. с. можно считать установившимися в настояш ее время <1931 г.) 1) радиоакустические маяки (Европа, США, Японское море), дальность действия которых не превышает 20—24 км, и 2) радиоакустические опр е делители дистанций (США Атлантич. и Тихий океан), дающие иногда вполне благоприятные результаты на расстояниях даже свыше 100 миль. [c.372]

При выводе волновых уравнений мы до сих пор предполагали, что на жидкость не действуют сторонние силы. Учет их приводит к появлению дополнительного слагаемого в правых частях (1.1) и (1.6). Сторонней силой, всегда действующей на жидкость, является сила тяжести, играющая важную роль в формировании стратификации (z) и p(z) - не возмущенных параметров в атмосфере и океане. Сила тяжести оказывает влияние на распространение звука и непосредственно волновые уравнения при условии Vpo О не сводятся к (1.11) и (1.15). На низких частотах сила тяжести обусловливает существование специфических акустико-гравитационных волн, играющих важную роль в динамике-атмосферы и океана (см. [54, 105, 531]). Однако на характерных для звука частотах/ 10 Гц влияние непостоянства статического давления ро оказывается гфенебрежи-мо малым (см., например[54, 245]), и мы не будем его учитывать в дальнейшем. [c.12]

Дисперсия скорости звука в атмосферё, в океане и в земной коре обусловлена неоднородностью среды и влиянием границ (дно и поверхность воды, земная поверхность). Эта дисперсия оказывает сильное влияние на распространение звука. При распространении в море сигнал, приходящий по воде (звук взрыва приходит раньше всего по земной коре, скорость звука в которой много больше, чем скорость звука в воде), начинается с волн, обладающих наименьшей фазовой скоростью, так как именно эти волны имеют наибольшую групповую скорость, а время прихода волн данной частоты определяется их групповой, а не фазовой скоростью. [c.87]

Согласно формуле Торпа затухание низкочастотного звука весьма невелико так на 100 Гц десятикратное ослабле1ше наступает на расстоянии 8333 км. Ни один другой вид излучения не может сравниться с низкочастотным звуксж по дальности распространения в океане. Электромагнитные волны, в том числе мощное лазерное излучение, поглощаются на расстояниях около I км почти полностью. [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...