Відображення та заломлення звуку. Проходження звуку через кордон розділу двох середовищ
(1.4)
Видно, що значення Р, як і значення D, залежать тільки від відношення акустичних опорів середовищ, що утворюють межу розділу.
Два попередні вирази формально не змінюватися, якщо замінити m на 1/m, тобто. умовно замінити перше середовище на друге.
Підкреслимо, що коефіцієнти Г і D є суто енергетичними коефіцієнтами, що показують відносні величини відбитої та минулої енергії незалежно від того, з якого боку межі розділу знаходиться вихідна звукова хвиля.
Однак деякі інші параметри звукових та ультразвукових хвиль виявляються залежать від того, з якого боку до межі розділу вихідна хвиля підходить. Ці особливості будуть розглянуті нижче.
На рис.1.1 представлені залежності Г і D від m (або від 1/m, що рівнозначно), так як і m і 1/m показують, як відрізняються акустичні опори дотичних середовищ або матеріалів.
Рисунок 1.1 - Залежності Г та D від m
Розрахунки показують, що при переході звукових хвиль з рідин у повітря, або з повітря в рідину, а також на межі розділу тверде тіло, наприклад, конструкційний матеріал у повітря - коефіцієнт відображення енергії звукових хвиль наближається до 100%.
Останній факт дає негативний та позитивний ефекти в техніці акустичних вимірювань:
так, при вимірі параметрів матеріалів виробів доводиться вишукувати способи узгодження з тим, щоб максимум випромінювання зондуючого ввести в ОК і зняти його на акустичний датчик-перетворювач;
в акустичній гідролокації – навпаки – отримуємо максимально відбитий сигнал від підводних цілей, внутрішній об'єм яких заповнений повітрям.
Розглянемо тепер завдання відображення та проходження звукової хвилі пластини матеріалу,"акустична" товщина якої (тобто в частках довжини хвилі) можна порівняти з довжиною хвилі звукових коливань.
Вирішення подібного завдання в акустиці актуальне для двох практичних випадків: по-перше, коли необхідно створити для джерела та приймача звукових коливань "прозору" захисну, механічно міцну оболонку (наприклад, обтічник для гідроакустичної станції, або акустично прозоре вікно для датчика-перетворювача); по-друге, при вирішенні зворотного завдання - завдання створення практично непрозорого для звукових хвиль конструктивного екрану, що захищає, наприклад, вимірювальну апаратуру від внутрішнього або зовнішнього акустичного паразитного випромінювання.
Все з тих самих вихідних співвідношень Релея отримаємо
(1.5)
де tГ – геометрична товщина пластини матеріалу; λ2 - довжина звукової хвилі у цій пластині.
Останній вираз дозволяє знайти товщину пластини, при якій вона дає максимум відображення і має максимальну "акустичну" прозорість.
Досліджуючи формулу на максимум коефіцієнта відображення потужності Гmax,
(1.6)
при (n=1,2,3….), тобто. максимуми коефіцієнта відображення звукових хвиль будуть, коли "акустична" товщина пластини (тобто в частках довжини звукової хвилі в її матеріалі) дорівнює непарному числу чвертей хвилі.
Інше на тему:
Синтез системи, що стежить зі зворотним зв'язком по струму і швидкості Стан будь-якого технічного пристрою характеризується однією або декількома фізичними величинами. Сукупність розпоряджень, що визначають характер зміни вихідних величин об'єктів, називається алгоритмом функціонування. До основних.