Свойства неоднородных волн

III. СВОЙСТВА НЕОДНОРОДНЫХ ВОЛН [c.309]

Свойства стоячих волн и возможность установления связи между наблюдаемыми явлениями и характеристиками неоднородности, вызывающей отраже- [c.213]

Свойства стоячих волн и возможность установления связи между наблюдаемыми явлениями и характеристиками неоднородности, вызывающей отражение, имеют большое практическое значение и рассмотрены ниже. [c.426]

Зададим теперь вопрос, можно ли эту нелинейную теорию простых волн расширить настолько, чтобы она была применимой к случаям с неоднородными (в отсутствие возмущений) физическими характеристиками жидкости и переменным поперечным сечением, аналогичным случаям, проанализированным в рамках линейной теории в разд. 2.3—2.6. Ответ на этот вопрос для случаев, подобных тем из изученных в разд. 2.3—2.5, которые содержали разрывы проводимости, должен быть отрицательным фундаментальное свойство простой волны, с ее тождественным равенством нулю величины и — Р вдоль каждой С -характеристики (уравнение (168)), состоит в том, что отсутствует какое-либо распространение в отрицательном направлении X, сопровождающее волновое движение в положительном направлении х очевидно, это свойство исключает возможность появления отраженных волн, которые обязательно возникают (разд. 2.3) на любом разрыве проводимости. Однако эти рассуждения не распространяются на случаи с постепенно меняющейся проводимостью, в которых, как было показано в разд. 2.6, изменение, достаточно постепенное в масштабе длины волны, по [c.228]

В обзоре [19] изложен качественный анализ линейного взаимодействия волн, описываемого системой (12.110). Этот анализ позволяет выяснить возможность появления и степень эффективности взаимодействия волн. Кроме того, он позволяет выявить характерные зависимости эффекта трансформации волн от свойств неоднородной среды. [c.268]

Учение о магнетизме включает и вопрос о свойствах неоднородных ферромагнетиков. Двумя такими неоднородностями, которые легко представлять себе классически, являются стенки Блоха и спиновые волны. [c.533]

К счастью, использование неоднородных волн, необходимое при решении ряда граничных задач, не представляет интереса с точки зрения изучения физических свойств самой среды. Поэтому в настоящей книге, как уже отмечалось, используются практически только однородные волны (2.16). Для таких волн, если они являются нормальными. [c.58]

Собственно говоря, метод возмущений можно было бы применять не только для случайных, но и для регулярных изменений свойств среды от точки к точке, например в задаче о рефракции звука в море при регулярном изменении сжимаемости среды по глубине. Однако весь метод пригоден только для случая, когда поправка мала по сравнению с первичной волной. При регулярном изменении свойств среды поправка быстро накапливается и растет примерно пропорционально длине пройденного волной пути. В результате поправка быстро делается сравнимой с первичным полем даже при очень малых отклонениях свойств среды от средних значений, и весь метод перестает быть применимым. Так, зоны тени в море могут быть вызваны весьма малым регулярным изменением скорости звука по глубине уже на сравнительно небольшом расстоянии от источника звука. При случайном же распределении неоднородностей волны, рассеянные различными участками среды, некогерентны и действие одних неод- [c.375]

Лазерное излучение характеризуется тремя главными свойствами его волны когерентны (все — в фазе), высоко монохроматичны (все — с одной и той же длиной волны) и способны распространяться на большие расстояния в виде хорошо коллимированных лучей. Так как лазерный эффект запускается спонтанным процессом, время жизни этого спонтанного процесса не должно быть слишком большим, чтобы реакция размножения не протекала слишком медленно. Далее, превращение поглощенной энергии возбуждения в энергию излученного света должно быть достаточно полным. Из-за того, что лавина электронов из возбужденных состояний в конечные сорвется только при наличии достаточного числа фотонов, важно, чтобы фотоны не поглощались примесями и не рассеивались на оптических неоднородностях среды. Другими словами, оптические потери в материале должны быть малы. [c.44]

Одноволновую модель каскадного соединения можно уточнить путем учета высших затухающих типов волн однородных ЛП [30]. Другой часто используемый подход заключается в представлении неоднородностей эквивалентными схемами с сосредоточенными параметрами. Оставаясь в этом случае формально в рамках одноволновой модели, тем ие менее получаем возможность более точного описания свойств каскадных соединений. При использовании, например, (2.5) учет неоднородностей сводится к добавлению в правую часть (2.5) матриц сомножителей [о<], характеризующих свойства неоднородностей. [c.45]

Ультразвуковой метод определения сварочных остаточных напряжений основан на зависимости скорости распространения ультразвуковой волны в металлах от напряженного состояния в них. Измеряют скорости распространения ультразвука на отдельном участке металла до сварки и после сварки, и по изменению скорости судят о значении остаточного напряжения. При измерении остаточных напряжений в шве и околошовной зоне неоднородность свойств может приводить к погрешностям результатов. Положительным свойством данного метода, так же как магнитоупругого, следует считать мобильность проведения экспериментов, не требующих больших подготовительных работ. [c.424]

В оптически однородной среде фронт плоской волны перемещается параллельно самому себе. Однако если среда неоднородна и в ней имеются включения с другими оптическими свойствами, то кроме волны, распространяющейся в первоначальном направлении, появляются волны, рассеянные в стороны. Эти волны уносят с собой определенную долю энергии и тем самым постепенно уменьшают энергию первоначального светового потока. [c.113]

Мы убедились, что неоднородность кристаллической решетки (атомы, обладающие, массой, разделены промежутками, в которых масс нет, но действуют упругие силы) играет принципиальную роль, когда размеры неоднородностей сравнимы с длиной упругой волны. Если же на длине волны укладывается много неоднородностей и смежные атомы совершают одинаковое движение, то тело можно рассматривать как сплошное, обладающее надлежащим образом усредненными свойствами наличие неоднородностей, малых по сравнению с длиной волны, не влияет на характер нормальных колебаний. [c.697]

Такой же критерий (соотношение между размером неоднородностей и длиной волны) определяет роль макроскопических неоднородностей. Если сплошное тело (помимо неоднородностей, обусловленных атомной структурой, которые можно не учитывать) макроскопически неоднородно, например, упругий стержень составлен из сильно прижатых друг к другу чередующихся одинаковых латунных и алюминиевых цилиндров ), то для нормальных колебаний, соответствующих волнам, длина которых значительно превышает высоту одного цилиндра, стержень можно рассматривать как однородный, обладающий средней плотностью и средней упругостью. При расчете же нормальных колебаний, длина волны которых сравнима с высотой цилиндра, необходимо учитывать неоднородность стержня. При наличии неоднородностей решение задачи о колебаниях сплошных систем настолько усложняется, что удается рассмотреть только самые простые случаи, например системы с малой неоднородностью или очень плавно меняющимися вдоль длины системы свойствами. [c.697]

При рассмотрении вопросов распространения волн очень удобным и наглядным является представление о луче. Лучом называют линию, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением распространения волны в этой точке. Так, в случае распространения плоской волны в однородной среде лучами являются прямые, нормальные к фронту волны. При преломлении волн на границе двух сред направление лучей изменяется. В неоднородной среде, свойства которой в разных местах различны, фронт волны может постепенно поворачиваться по мере распространения, и тогда лучи будут представлять собой некоторые кривые. Только для плоской волны в однородной среде направление лучей в разных участках волны будет одно и то же в других случаях оно для разных участков волны, вообще говоря, различно. [c.717]

Свойства боковой продольной волны, возникающей при излучении под вторым критическим углом, отличаются от свойств боковой поперечной волны. Являясь неоднородной, она очень быстро затухает ее амплитуда уменьшается в е раз на глубине [c.49]

Разрушение неоднородных твердых тел при их электрическом пробое связано с генерированием ударных и акустических волн, которые, распространяясь в неоднородной среде, могут создавать условия, обеспечивающие избирательную направленность разрушения. При этом избирательность разрушения может создаваться за счет отличия компонентов по прочностным, деформационным и акустическим свойствам /74/. Особенностью этих механизмов является то, что они работают во всем объеме образца, в то время как траектория канала разряда захватывает только некоторые локальные области. [c.127]

Одним из ключевых вопросов является сохранность включений при разрушении неоднородных материалов импульсными нагрузками. На степень сохранности включений влияют их физико-механические свойства (размер, акустические характеристики, прочностные характеристики), параметры нагружения (давление на фронте волны сжатия, длина волны), геометрическое расположение от канала разряда, характер срастания с матрицей, физико-механические свойства матрицы. Экспериментальные исследования сохранности включений на модельных материалах и рудах проводились при различных режимах энерговыделения в канале разряда при электрическом пробое неоднородных тел. [c.148]

Возникновение вторичных электромагнитных волн в веществе приводит также к процессу рассеяния излучения материальной средой. При этом если молекулы среды равномерно распределены по объему, а расстояние между молекулами намного меньше длины волны, то излучение вторичных волн по различным направлениям должно полностью исчезать. Однако если среда является оптически неоднородной, то полного исчезновения вторичных волн вследствие их взаимной интерференции не происходит и возникает процесс рассеяния электромагнитной энергии проходящей волны по различным направлениям. Причины возникновения оптической неоднородности среды могут быть различными. В абсолютно чистой среде оптические неоднородности могут возникать за счет флюктуаций плотности вещества. В мутных средах (коллоидные растворы, суспензии, эмульсии и пр.) оптическая неоднородность нарушается за счет присутствия частиц с отличающимися оптическими свойствами. [c.33]

Рассмотрим задачи о распространении цилиндрических или сферических волн в неоднородной изотропной среде, причем неоднородность свойств среды проявляется вдоль координаты г. [c.121]

Вначале рассмотрим плоские одномерные волны в полупространстве или волны в стрежнях, в общем случае, неоднородных и переменной толщины. Следовательно, общая задача для неоднородного стрежня переменной толщины, материал которого проявляет вязкие свойства, при постоянной температуре сводится к решению уравнения (3.77), т. е. [c.167]

О, а не от него, возникает в том случае, когда голограмма Н восстанавливается волной IV5, обращённой до отношению к опорной волне т, е. сходящейся к источнику S, а не расходящейся от него (рис. 1, б). Наиб, важное свойство обращённой волны заключается в том, что при распространении в оптически неоднородных средах она претерпевает фазовые искажения, обратные по отношению к тем, к-рые испытала объектная волна. В результате такая волна образует неиска- [c.510]

Весьма сложными иоляризац, свойствами обладают пространственно неоднородные волны, к-рые в принципе можно рассматривать как суперпозицию однородных плоских волн (см. Волновод). При этом характер поляризации векторов Б и Н часто оказывается различным. Так, если в бегущих вдоль оси х волнах типа ТМ поле Н ориентировано в поперечной к к плоскости (Я1 к), а поле В образует эллипс поляризации в плоскости (Е, к), то в волнах типа ТЕ данное свойство видоизменяется (Е - Н, Н — Е). Для чисто стоячих волн приходится всегда указывать, относительно какого направления ориентированы эллипсы поляризации. [c.65]

Оптические эффекты тесно связаны с характером зависимости Р от Е. Если эта зависимость линейна (см. (1.6)), то фундаментальным свойством электромагнитных волн в таких средах является принцип суперпозиции. Он позволяет любое состояние электромагнитного поля представить в виде совокупности простых решенийсвойства каждого из которых хорошо изучены. Так, в пространственно однородной среде такими решениями являются плоские волны (однородные или неоднородные), а уравнения [c.18]

Поскольку поверхностная электромагнитная волна удерживается вблизи границы раздела, она будет преобразовываться в излучатель-ную волну утечки лишь при наличии возмущений или неоднородности на поверхности. Кроме того, поверхностную волну невозможно и возбудить, освещая непосредственно гладкую поверхность световым пучком. Для изучения свойств поверхностных волн были разработаны различные методы их возбуждения и регистрации, а именно методы линейного или нелинейного оптического возбуждения и регистрации на неоднородностях поверхности. Кроме того, используются призмы, расположенные с небольшим (порядка длины волны) зазором над поверхностью (см. рис. 3.6 и разд. 3.3.3). Последний метод известен как ослабленное полное отралсение. При этом для возбуждения поверхностной волны используется затухающая волна, возникающая на границе раздела среда — воздух в том случае, когда луч света в среде испытывает полное внутреннее отражение. Поглощение отраженной волны и приводит к ослабленному полному отражению. Первая из таких систем была предложена Отто. Она состоит из призмы (Р), отделенной от толстого образца среды (М) небольшим воздушным или вакуумным слоем (А) [так называемая конфигурация РАМ АТК, показанная на рис. 3.38,а]. Если воздушный слой достаточно тонкий, то затухающая в этом слое волна, вызванная полным внутренним отра- [c.235]

Рассмотрим качественно кинематику отражения, используя полученные для q j и qlj выражения. Обсудим распространение волн в положительном направлении оси OF, т. е. 0 0 я/2, Зя/2 0 2я. Пусть вначале на границу кристалла падает ква-зипродольная волна с pi kf os 0, тогда в силу неравенства kf (0) < kit и отсутствия отрицательной кривизны на А (0) величина ql всегда положительна, и соответствующее решение имеет вид квазипоперечной волны, бегущей от границы кристалла. Если падающая волна квазипоперечпая, то сразу можно заметить, что ql, будучи положительным при 0 = я/2, дважды меняет знак при уменьшении 0 от я/2 до 0. Обращение ql в нуль впервые происходит при обращении в нуль первой скобки в (3.9). Значение угла скольжения 0 = 0ni определяется из уравнения kt (0ni) os 0п1= ог- При углах скольжения 0 < 0ni и пока pt < kit величина ql отрицательна, а соответствующее решение имеет вид колебаний, экспоненциально спадающих от границы в объем, и их уместно назвать чисто упругими СПК. Поскольку qz — мнимая величина, в соответствии с (3.86) вектор 1 — величина комплексная и СПК поляризованы эллиптически. Последним свойством, как отметил Федоров [76], обладают, в принципе, все неоднородные волны. [c.63]

Мы рассмотрели на простейшем примере плоских гармонических рэлеевских волн в идеально упругом изотропном и однородном полупространствах наиболее общие свойства этих волн (скорость, характер движения в волне и т. д.), В неоднородных и анизотропных средах структура и свойства рэлеевских волн значительно сложнее, причем имеются такие анизотропные среды (например, кристаллы триклинной системы), в которых рэлеевские волны вообще не могут существовать. Иногда под волнами Рэлея понимают волны не только на свободной границе твердого тела, но также поверхностные волны более общего типа, возникающие на границе твердого тела с жидкостью и на границе системы твердых или жидких слоев с твердым полупространством. На границе твердого и жидкого полупространств рэлеевские волны существуют всегда в остальных случаях они сущест- [c.11]

Неравенство (3.11) нарушается, если велика производная dnldz или если показатель преломления п стремится к нулю. При ге — О длина волны в среде Я — оо, и изменения свойств неоднородной среды, даже при достаточно малом значении dre/йг, на расстоянии порядка длины волны в среде будут велики. При наклонном падении волны на плоскослоистую среду kjn os 9 характеризует масштаб изменения поля волны в направлении grad ге, и неравенство (3.11) не выполняется, когда ге os 9- 0 или ге (z) — — sin9o, т. е. в области поворота луча. Поскольку отражение волн от неоднородной среды может происходить лишь в тех областях, где нарушаются условия применимости геометрической оптики, то область ге (zq) sin 9q (или re = О, если 9 = 0) является той областью, от которой в плоскослоистой среде отражаются волны. Отражение является полным, если только при Z Zo ге (z) продолжает убывать. В области г Zq поле в направлении Z затухает [c.236]

В предьщущих параграфах были рассмотрены вихри, скорость которых вдоль магнитного поля порядка скорости Альфвена. Дисперсионные и нелинейные свойства таких волн допускают существование само-локализованных двумерных волновых пакетов, размер которых ограничен снизу только ларморовским радиусом ионов или скиновой длиной. Такая сильная локализация позволяет пренебречь неоднородностью внешнего магнитного поля. [c.151]

Пусть пучок почти параллельных лучей от источника проходит через кювету с водой. Если вода очень тщательно очищена, то пучок почти не виден при наблюдении сбоку, т. е. в стороны от первоначального пучка свет Практически не рассеивается но если капнуть в кювету каплю одеколона, то возникает интенсивное рассеяние пучок света явственно виден со всех сторон, и если толщина кюветы достаточна, то практически весь свет рассеивается в стороны и за кюветой мы уже не будем иметь ясно очерченного первичного пучка, а лишь диффузное поле рассеянного света. Конечно, введение капли одеколона не изменяет существенным образом свойств громадной массы молекул воды, находящейся в кювете, но содержащиеся в одеколоне в растворенном видё вещества выпадают в водном растворе, образуя эмульсию — мелкие капельки, взвешенные в воде. Наличие таких неоднородностей создает совсем иные условия для взаимной интерференции вторичных волн. В результате первичный пучок дифрагирует на этих неоднородностях и дает картину рассеяния, характерную для мутной среды. [c.577]

Известно, что прочностные свойства металлов зависят не только от параметров структур .1, но также от характера и взаимодействия дефектов различного рода, в первую очередь дислокаций. В основу рентгеновского анализа дислокационной структуры было положено описание дискретно блочного строения и деформаций кристаллической решетки в микрообъемах в дислокационных терминах как неоднородное распределение плотности дислокаций. Следовательно, блоки мозаики можно представить в виде периодической сетки дислокаций со средней длиной волны D. Такое представление имеет физические обоснование, поскол1)Ку границы блоков мозаики содержат дефектные участки недостроенных и деформированных кристаллитов. При оценке плотности дислокаций внутри блоков микродеформации е можно связывать с полем напряжений, создаваемых наличием рассматриваемой неоднородности. Таким образом, определенные при анализе профиля рентгеновских линий параметры О и е позволяют в некотором приближении оценить характер распределения и плотность дислокаций. [c.173]

Если ограниченность скорости распространения волн и зависимость свойстр от скорости деформирования характерны для конструкций из любых материалов, подвергаемых импульсным воздействиям, то такие специфические свойства композиционных материалов, как анизотропия и неоднородность, требуют особого внимания при расчете изготовленных из них конструкций на импульсное нагружение. [c.267]

Полезно сравнить различные экспериментальные методы. В испытаниях на откол и при определении динамических диаграмм деформирования [156], волны напряжений являются одномерными, т. е. для измерения прочностных свойств материалов используются вполне определенные напряженные состояния. Однако при испытании на соударение условия нагружения определяются контактом поверхности с затупленным телом и реализуется сложное напряженное состояние, В методах Изода и Шарни нож маятника имитирует реальный удар по образцу в форме балки. Реальный характер соударения с внешним объектом имитируется и при баллистических испытаниях, воспроизводящих локальное неоднородное напряженное состояние в окрестности области контакта. Однако различная природа инициируемых напряженных состояний исключает возможность сравнения различных методов. В частности, не всегда можно сопоставить данные, полученные методами Изода и Шарпи. Кроме того, из-за малого размера образцов при большом времени контакта (например, 10" с) возникает многократное отражение импульса, что затеняет его волновую природу, проявляющуюся в больших образцах или в реальных конструкциях. Однако при баллистических испытаниях, когда используются тела диаметром порядка 2 см, движущиеся с большой скоростью, время контакта может составлять менее 5 х 10 с. При скорости волны 6 мм/мкс энергия удара в пластине концентрируется в пределах круга с радиусом, не превышающем 30 см. В пластине больших размеров можно получить меньшее число отражений, чем в малом образце. По мнению авторов, масштабный эффект является существенным при испытаниях на удар. Для экстраполяции экспериментальных данных на протяженные конструкции необходимо, чтобы помимо других параметров сохранялось постоянным отношение их1Ь, где т — время контакта, и — скорость волны, Ь — характерный размер. [c.315]

Экспериментальные исследования направленности развития трещин в неоднородных образцах были проведены на модельных прозрачных материалах /101/, где в качестве матрицы использовалось специально выплавленное стекло марки С-114, а в качестве включений применялись мономинералы граната, сильвина, кальцита, обладающие различными физико-механическими свойствами. Для анализа взаимодействия волны нагружения с неоднородностью использовалась скоростная фоторазвертка в поляризованном свете. Концентрация трещин оценивалась в единичном секторе на различных радиусах от оси канала разряда. Оценка концентрации трещин вблизи неоднородностей проводилась в секторах, представленных на рис.3.9. Возникновение повышенных напряжений в характерных точках границы включение-матрица подтверждается съемкой в поляризованном свете. Причем зона этих напряжений возникает значительно раньше, чем к рассматриваемой зоне подходит магистральная трещина разрушения, и по размеру может превышать размер включения. [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...