Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Чем больше знаешь, тем больше убеждаешься что ни чего не знаешь...

Главная

Библиотека

О клубе
ГАИ "Алтай-Космопоиск"
Путеводитель по Алтаю
Маршруты (походы)
   Туризм

X-files

Наука и технологии

Техника и приборы

Косморитмодинамика

Новости

Фотоальбомы

Видеоальбомы

Карты (треки)

Прогноз погоды

Контакты

Форум

Ссылки, баннеры

 

Наш сайт доступен

на

52 языках

 

 
Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений

 

 

Здесь

может быть ваша реклама.

 

Наука и технологии

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов "Эффективная физика"
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ы  Э  Ю  Я   По связи разделов
Рассеяние звука
Рассеяние звука

Анимация

Описание

Вследствие дифракции звука на препятствиях в среде, неоднородностях среды, а также неоднородных и неровных (шероховатых) границах среды имеет место рассеяние звука (РЗ), если препятствия отличаются от среды сжимаемостью и (или) плотностью. При РЗ результирующее звуковое поле может быть представлено в виде суммы первичной звуковой волны (в отсутствие препятствий) и рассеянной ( вторичной) волны, возникшей в результате взаимодействия вторичной волны с препятствием. При наличии множества препятствий происходит т.н. многократное рассеяние.

Рассеивающую способность препятствия характеризуют сечением рассеяния s - отношением мощности рассеянных волн к плотности потока энергии в первичной волне. 

Связь между размерами препятствия и его эффективным сечением рассеяния зависит от соотношения между размерами тела и длиной волны звука.

Для препятствий, соизмеримых с длиной волны или больших нее, s по порядку величины равно площади поперечного сечения тела, перпендикулярного направлению падения первичной волны. Для малых препятствий s мало по сравнению с поперечным сечением тела, а их отношение по порядку величины равно (ka)4, где k - волновое число звука, а - линейный размер тела. Отличие сжимаемости малого препятствия от сжимаемости среды приводит к пульсации рассеивающего тела, т.е. к монопольному РЗ, а отличие его плотности от плотности среды вызывает дополнительное движение тела как целого (осцилляции) и, следовательно, дипольное РЗ.

Частный случай - РЗ на газовом пузырьке в жидкости при его резонансных колебаниях. Сечение рассеяния пузырька при этом во много раз превышает его поперечное сечение. Так, резонанс воздушного пузырька радиусом R в воде при атмосферном давлении наступает при kR=0.014, а s для пузырька оказывается равным 4k2, т.е. превосходит его поперечное сечение pR2 в 4/(kR2) = 20000 раз!

РЗ на случайных неоднородностях среды вызывает расплывание звукового пучка, что приводит к затуханию звука по мере его распространения.

Расчет волновых полей при РЗ на неоднородностях произвольной формы является чрезвычайно сложным; к настоящему времени получены численные решения лишь для рассеивающих тел правильной формы (сфера, цилиндр и т.п.).

Временные характеристики

Время инициации (log to от -12 до 3);

Время существования (log tc от -12 до 3);

Время деградации (log td от -12 до 3);

Время оптимального проявления (log tk от -3 до 1).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

На основе рис. 1.

 

Блок-схема установки для изучения волновых полей, рассеянных от неоднородностей в твердых и жидких средах

 

 

Рис. 1

 

Обозначения:

1 - вмещающая среда;

2 - неоднородность;

3 - излучатель плоской волны;

4 - приемник «прямой» волны;

5 - система датчиков для регистрации рассеянных волн.

 

Плоская волна, излучаемая источником, в отсутствие неоднородности проходит напрямую, в ее же присутствии частично рассеивается (ненулевые сигналы на датчиках рассеянной волны).

Применение эффекта

В гидроакустике является существенным РЗ на неоднородностях волной среды, на косяках рыбы, планктоне и др. биологических объектах.

При ультразвуковой дефектоскопии РЗ на кристаллитах в поликристаллических твердых телах позволяет обнаруживать области крупнозернистости.

РЗ лежит в основе методов акустической голографии, позволяющей создавать объемные изображения предметов на основе информации о рассеянном  предметом звуковом поле ( см. описание «Акустическая голография»).

Литература

 1. Ультразвук / Под ред. И.П. Голяминой.- М.: Советская Энциклопедия, 1979.- С.400.

Ключевые слова

  • волна
  • дифракция
  • длина волны
  • звук
  • звуковое поле
  • колебание
  • неоднородность среды
  • рассеяние дипольное
  • рассеяние квадрупольное
  • рассеяние многократное
  • резонанс
  • сечение рассеяния.

Разделы естественных наук:

Акустика
Механические колебания и волны

Формализованное описание Показать