Dars davomida hamma "To'lqinlarning aks etishi" mavzusi haqida tasavvurga ega bo'ladi. Ovoz rezonansi." Ushbu darsda biz aks-sado kabi to'lqin aks ettirishning qiziqarli hodisasini o'rganamiz va uning paydo bo'lishi uchun zarur bo'lgan shartlarni hisoblaymiz. Shuningdek, biz tovush rezonansi nima ekanligini yaxshiroq tushunish uchun musiqiy tyuning vilka bilan qiziqarli tajriba o'tkazamiz.
Shunday qilib, biz 7-bobni - "Tebranishlar va to'lqinlar" ni qiziqarli hodisalar bilan yakunlaymiz. Bu to'lqin aks ettirish va tovush rezonansi. Bilasizki, bo'sh xonada, tog'larda yoki binoning arklari ostida siz ajoyib hodisani - aks sadoni kuzatishingiz mumkin. Echo nima? Echo- Bu zich jismlardan tovush to'lqinlarining aks etishi hodisasi. Qachon odam aks-sadoni eshitishi mumkin? Ma'lum bo'lishicha, odam ajrata olishi uchun (uning eshitish apparati ikkita signalni ajrata olgan), vaqt oralig'i 0,06 s bo'lishi kerak. Keling, hisob-kitob qilaylik: to'lqinning tarqalish tezligi havoda 340 m / s ni tashkil qiladi, shuning uchun biz to'lqin aks ettiriladigan ob'ektgacha bo'lgan masofani hisoblashimiz mumkin. Bu aniq bo'lishi kerak: tezlikni ushbu qiymatga ko'paytirganda, biz 20,4 m L = V ni olamiz. ∆t = 340 m/s 0,06 m/s = 20,4 m.
Ammo siz tushunasizki, aks ettirish to'lqinning bir yo'nalishda harakatlanishi, keyin boshqa yo'nalishda aks etadi, shuning uchun biz olgan masofani osongina yarmiga bo'lish va odamni tovush chiqadigan to'siqdan uzoqroqqa qo'yish mumkin. aks ettiriladi va keyin siz aks-sadoni eshitishingiz mumkin. Bundan tashqari, sizga yuqori aks ettiruvchi sirt kerak, chunki, masalan, xona etarlicha katta bo'lsa, u juda ko'p mebel (yumshoq mebel) va odamlar bilan to'ldirilgan bo'lsa, unda bu barcha narsalar tovush to'lqinini o'zlashtiradi, shuning uchun aks-sado farqlanmaydi. Ovoz to'lqinining bu hodisani keltirib chiqarishi uchun energiya etarli emas. Bu hodisa qayerda qo'llaniladi? Albatta, tog'larda aks-sadolarni tinglash qiziqarli, 19-asr me'morchiligida tez-tez ishlatiladigan musiqiy arklar ostida qo'shiq aytish ajoyib, ammo bu xususiyatdan foydalanadigan haqiqiy qurilmalar mavjud. Masalan, megafon. Agar endi men kaftlarimni shunday buksam, ovozim kuchliroq bo'lganini darhol eshitasiz, garchi yonimda turgan odamlarning ovoz paychalarining ovozi ancha jim bo'lardi. Shuning uchun qiziqarli hodisa yuzaga keladi: shoxning devorlari tovush to'lqinini kuchaytiradi, signal kuchini oshiradi. Echo sounder nima? Bu ikki so'zdan olingan murakkab so'z: "echo" - "aks", "lot" - suv omborining chuqurligini o'lchaydigan qurilma. Ko'p - baliqchilarning arqonidagi oddiy tosh. Katta kemalarda suzuvchi odamlarning aks-sadosi quyidagicha ishlab chiqilgan. Kemaning yon tomonida tovush to'lqinlarining qabul qiluvchisi va manbai mavjud. Ovoz to'lqini tovush manbasidan tarqalib, pastki qismga etib boradi, aks etadi va tovush to'lqinini qabul qiluvchiga tushadi. Signal yuborilishi va uning qaytib kelishi o'rtasidagi vaqt qayd etiladi. ∆ t = 0,06 s. Va bu hisob-kitob bilan olingan masofa yarmiga bo'linadi va biz suv omborining chuqurligini topamiz. Echo sounderlar nafaqat audio chastotalarda, balki infratovush yoki ultratovushda ham qo'llaniladi. Oxirgi xatboshida biz buni qanday ishlatish haqida gaplashdik. Printsip bir xil. Ovoz to'lqinlarini aks ettirish fenomeni qo'llaniladi. Keling, yana bir qiziqarli tovush hodisasini ko'rib chiqaylik - bu tovush rezonansi. Sizga eslatib o'taman: bu tizimning tabiiy tebranishlari va majburiy tebranishlarning chastotasini saqlab turganda majburiy tebranishlar amplitudasini oshirish hodisasidir. Sizga eslatib o'taman: tebranishi mumkin bo'lgan har qanday tizim o'z chastotasiga ega. Ushbu chastota tebranishi mumkin bo'lgan qurilmaning dizayni bilan hosil bo'ladi. Agar bu qurilmani quyidagi majburiy tebranish chastotasi n 0 = n CON bo'lgan tashqi kuch bilan tebranishga majbur qilsak, tovush tebranishlari kuchayadi, chunki amplitudaning ortishi tovush, energiya quvvatining oshishiga olib keladi. Bu nimani anglatishini tushunishingiz uchun ushbu hodisani batafsil tushuntirish rezonans, biz musiqada ishlatiladigan shunday maxsus qurilma bilan ishlaymiz. Ushbu qurilma tuning vilka deb ataladi. Vilka po'latdan yasalgan va bu tajribada A yozuviga mos keladigan tabiiy chastotaga ega. Sinov va xato orqali, matematik hisob-kitoblar orqali ushbu tyuning uchun maxsus rezonator qutisi tanlangan. Bu qanday quti? Ovoz bilan nima qilishini biz endi tajribada ko'ramiz. Bizning oldimizda tuning vilka. Menda tebranishlarni yaratish uchun ishlatiladigan kauchuk bolg'acha bor. Ushbu tyuning vilka majburiy tebranishlarga ega bo'ladi. Birinchidan, rezonator qutisi nima uchun kerakligini tushunish uchun men yopishga harakat qilaman oddiy varaq shunga o'xshash qog'oz ovoz qutisi. Ovozning o'zi nima bo'lishini diqqat bilan tinglang. Agar biror narsani sezsangiz, tajribani yana takrorlaymiz. Men tizimdagi energiyani oshirib, jiddiyroq tebranish yaratishga harakat qilaman. Shunday qilib, rezonator qutisi hosil bo'lgan tebranishlarning amplitudasini oshiradi. U buni qanday qiladi? U tizimga bergan energiyani qayta taqsimlaydi. Bu shuni anglatadiki, rezonator qutisidagi tuning vilkasi qutining o'zida va ushbu quti ichidagi havoda tebranishlarni keltirib chiqaradi. Tebranishlar tovushni oshiradi va kuchaytiradi. Shu bilan birga, energiyaning saqlanish qonuni bajariladi, ya'ni. Rezonator qutisi bilan tyuning vilka kamroq vaqt, lekin kuchliroq ovoz chiqaradi. Keling, tajribani davom ettiramiz. Keling, bu tovush tebranishini qanday to'xtatishimiz mumkinligini ko'rib chiqaylik. Men tuning vilkalarining oyoqlariga tegdim va bu tizimning damping koeffitsienti juda katta bo'ldi, tebranish deyarli bir zumda to'xtadi. Takrorlaymiz, hech qanday ikkilanish yo'q. Endi biz rezonans hodisasini ko'rib chiqamiz, agar men aynan bir xil tovush chastotasiga ega bo'lgan boshqa tyuning vilkasini olsam nima bo'ladi. Qarang, rezonator qutilari havo bo'shlig'i ahamiyatsiz bo'lishi va tebranishlar namlanmasligi va ta'sir maksimal bo'lishi uchun bir-biriga yo'naltiriladi. Shunday qilib, men bu tyuning vilkada tebranishlarni keltirib chiqaraman. Ovoz to'lqini tarqaladi, kosmosga ketadi va agar chastota tyuning vilka bilan bir xil bo'lsa, rezonans paydo bo'lishi kerak. Keling, ko'raylik, men ikkinchi tyuning qanday ovoz berishini eshitaman. Keling, yana takrorlaymiz: tyuning vilkalari eshitiladi, u tovushni to'xtatadi. Keling, tekshirib ko'ramiz, ehtimol chap tomonda maxsus tyuning bor. Keling, ikkinchi tuning vilkasini tebratishga harakat qilaylik va birinchisiga nima bo'lishini tinglaymiz. Ikkilanish bor. Shunday qilib, rezonans sharti bajariladi: chastotalar mos keladi, amplituda ortadi. Tizim tashqi tebranishlarga tanlab javob beradi. Faqat u sozlangan chastotani tanlaydi. Keling, buni tekshirib ko'ramiz, agar men endi tyuning vilkalaridan birining tebranish chastotasini o'zgartirsam (men bu erda faqat muffni burab qo'yaman), tebranadigan tananing massasi o'zgaradi va uning chastotasi o'zgaradi. Shuning uchun rezonans bo'lmaydi. Men bunga aminman, keling, bu haqiqatan ham shundaymi yoki yo'qligini tajriba bilan tekshirib ko'raylik. Hech qanday rezonans yo'q va shuning uchun ham ovoz yo'q edi. Ko'raylik, agar men buni teskari qilsam, agar bu tyuning ovozi eshitilsa, demak, men sizni aldayotgandirman, ko'raylik. Hech qanday rezonans hodisasi yo'q edi.
Shunday qilib, bugun biz muhim tovush hodisalarini o'rgandik. Bu tovush to'lqinlarining aks etishi va tovush rezonansi hodisasidir. E'tiboringiz uchun rahmat.
Har qanday to'lqin jarayonida bo'lgani kabi, tovush to'lqinlari cheklangan o'lchamdagi to'siqqa tushganda, interferentsiyadan tashqari, ularning aks etishi kuzatiladi (1.10-rasm). Bunday holda, tushish va aks ettirish burchaklari bir-biriga teng. Binobarin, tekis va qavariq yuzalar tovushni sochadi (1.10-rasm a, b va c), botiq yuzalar esa uni fokuslaydi va ma'lum bir nuqtaga jamlaydi (1.10 d-rasm).
1.10-rasm Ovoz to'lqinlarining sirtlardan aks etishi turli shakllar
To'lqinlar ikki muhit chegarasiga tushganda (1.11-rasm), tovush energiyasining bir qismi aks etadi va bir qismi ikkinchi muhitga o'tadi.
Guruch. 1.11 Ikki muhit chegarasida to'lqinlarning aks etishi va uzatilishi
Energiyaning saqlanish qonuniga ko'ra, o'tgan energiya miqdori E o'tgan. va aks ettirilgan E neg. energiya tushayotgan to'lqinning energiyasiga teng E pad, , ya'ni.
| Epad = Eotr. + Eprosh. | (1.59) |
Formulaning o'ng va chap tomonlarini ajratamiz E pad .
1 = (E neg./Epad) +(Eprosh/Epad)
Yuqoridagi munosabatlardagi shartlar tushayotgan energiyaning qaysi qismi aks etganligini va qaysi qismi o'tganligini ko'rsatadi. Ular aks ettirish va uzatish koeffitsientlarini ifodalaydi. Ular uchun mos ravishda ē va t belgilarini kiritib, olamiz
1.12-rasmda qo'shni muhitning akustik qarshiligi nisbatiga qarab aks ettirish va uzatish koeffitsientlarining o'zgarishi ko'rsatilgan. Grafik koeffitsientlarning kattaligi faqat mutlaqga bog'liqligini ko'rsatadi
ommaviy axborot vositalarining akustik qarshiliklari nisbatining aniq qiymati, lekin bu qarshiliklarning qaysi biri kattaroq ekanligiga bog'liq emas. Bu har qanday massiv devorda tarqalayotgan tovushning havo bilan interfeysidan xuddi shu devordan aks etganda havoda tarqaladigan tovush kabi aks etishini tushuntirishi mumkin.
Guruch. 1.12. Imkoniyatlar η Va τ qo'shni muhitning akustik qarshiligi nisbatiga qarab (Z 1 / Z 2)
Ayrim hollarda zarrachalarning tovush bosimi yoki tebranish tezligi ikki muhit chegarasidan o‘tganda qanday o‘zgarishini bilish qiziq. Tovush energiyasining intensivligi tovush bosimi va tebranish tezligi kvadratlariga mutanosib bo'lganligi sababli, bosim va tezlikni aks ettirish koeffitsientini formuladan foydalanib topish mumkin.
Ko'zgu va uzatish koeffitsientlari uchun yuqoridagi formulalar bir o'lchovli tovush qo'llanmalarini hisoblashda ularning kesimini o'zgartirganda qo'llanilishi mumkin (1.13-rasm), agar kesma maydoni bo'lsa. S 1 Va S 2 unchalik farq qilmaydi. Da
1.13-rasm. Ovozli qo'llanma bo'limlarini o'zgartirish
Ovozni yutish
Ovozni yutish (damping, dissipatsiya) - tovush energiyasini issiqlikka aylantirish. Bu issiqlik o'tkazuvchanligi va yopishqoqligi (klassik yutilish) va molekula ichidagi aks ettirish tufayli yuzaga keladi. Faqat juda kuchli tovush manbalari yaqinida yoki supersonik ta'sir paytida yuzaga keladigan juda katta amplitudalarda chiziqli bo'lmagan jarayonlar yuzaga keladi, bu to'lqin shaklining buzilishiga va yutilishning kuchayishiga olib keladi.
Gazlar va suyuqliklardagi tovush uchun tovush uzoq masofalarga (kamida bir necha yuz to'lqin uzunligi) tarqalganda yoki tovush yo'lida juda katta sirt maydoniga ega bo'lgan jismlar uchrasa, yutilish amaliy ahamiyatga ega.
To'siqdan o'tgan tovush jarayonini ko'rib chiqamiz (1.14-rasm). Hodisa tovush energiyasi E pad . to'siqdan aks ettirilgan energiyaga bo'linadi E salbiy , unda so'riladi E shimib oladi va to'siqlardan o'tgan energiya
Energiyaning saqlanish qonuniga ko'ra
1.14-rasm. Ovoz to'siqqa tushganda energiyaning taqsimlanishi.
Ushbu jarayonni uzatilgan, so'rilgan va aks ettirilgan energiyaning to'siqdagi energiyaga nisbati bilan baholash mumkin:
t = E o'tgan. / E pad; ķ = E neg. / E pad; a = E abs. / E pad; (1.67)
Yuqorida aytib o'tilganidek, dastlabki ikki nisbat uzatish koeffitsientlari deb ataladi τ va aks ettirish η . Uchinchi koeffitsient yutilgan energiyaning ulushini tavsiflaydi va yutilish koeffitsienti a deb ataladi. Ko'rinib turibdiki, (1.66) dan kelib chiqadi
| α + η + τ = 1 | (1.68) |
Ovozni yutish materialdagi ishqalanish yo'qotishlari tufayli tebranish energiyasini issiqlikka aylantirish natijasida yuzaga keladi. G'ovakli va bo'sh tolali materiallarda ishqalanish yo'qotishlari yuqori. Bunday materiallardan tayyorlangan dizaynlar sirtdan aks ettirilgan tovush to'lqinlarining intensivligini pasaytiradi. Bino ichida joylashgan ovoz yutish moslamalari, agar ular tovush to'lqinlari yo'lida joylashgan bo'lsa, to'g'ridan-to'g'ri ovozning intensivligini kamaytirishi mumkin.
Rezonatorlar.
Rezonator deb ataladigan narsa tovush to'lqinlarining samarali yutuvchisi va ba'zi hollarda ularning kuchaytirgichi bo'lib xizmat qilishi mumkin. Rezonator ostida
"massa-bahor" tipidagi tizim yaratiladi, bunda tebranuvchi massa rolini tor teshikdagi yoki plastinkadagi tirqishdagi havo massasi va prujinaning roli o'ynaydi.
- plastinka orqasidagi bo'shliqdagi elastik havo hajmi. Helmgolts rezonatorining sxematik ko'rinishi 1.15-rasmda ko'rsatilgan.
Guruch. 1.15. Helmgolts rezonatori
Keling, eng oddiy havo rezonatorini ko'rib chiqaylik, ya'ni. qattiq devorlari va tor bo'yinli idish. Unga ma'lum chastotali tovush to'lqini tushganda, tomirning tomog'idagi havo "vilkasi" kuchli tebranish harakatiga keladi. Tomoqdagi zarrachalarning tebranish tezligi erkin tovush maydonidagi tebranish tezligidan bir necha baravar yuqori. ξ . Bu vaqtda rezonatorning ichki hajmidagi bosim mos ravishda ortadi R . Agar siz rezonatorning ichki bo'shlig'iga trubka olib kelsangiz, qabul qilingan tovush balandroq bo'ladi.
Shu bilan birga, etarlicha katta ishqalanish yo'qotishlari bilan rezonator kuchaytirgich emas, balki tovush energiyasini qabul qiluvchi sifatida xizmat qilishi mumkin. Agar rezonatorning tomog'iga tovushni yutuvchi material qatlami kiritilsa, yutilish sezilarli darajada oshadi.
Tabiiy aylana chastotasi ō o massa bilan m qattiqlik bilan buloqda s mashhur formuladan foydalanib topish mumkin
tuzatishlar, ularning kattaligi bo'yinning shakli va uning tasavvurlar maydoniga bog'liq. Shunday qilib, rezonatorning tabiiy chastotasi sifatida aniqlanadi
| fo = | s o | S | (1.72) | ||||
| 2p | V ( l+l i+l a) | ||||||
Bunday rezonansli tizimlarda tashqi tovush manbasi mavjud bo'lganda, bo'shliqqa o'ralgan havo u bilan tabiiy va majburiy tebranishlar davrlari orasidagi nisbatga bog'liq bo'lgan amplituda bilan uyg'unlikda tebranadi. Manba o'chirilganda, rezonator uning ichida to'plangan tebranishlarni qaytaradi va aylanadi qisqa vaqt ikkilamchi manba.
Xususiyatlariga ko'ra, rezonator ma'lum bir chastotada tovush tebranishlarini kuchaytirishi yoki qabul qilishi mumkin.
Rezonatorning tovush yutilishi shartli xarakteristikasi yordamida tavsiflanadi tovushni yutish bo'limi A . Bu tushayotgan to'lqinning tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan an'anaviy tasavvurlar maydoni sifatida tushuniladi, bu orqali erkin to'lqin (rezonator bo'lmasa) rezonator tomonidan so'rilgan quvvatga teng quvvatni uzatadi.
Faraz qilaylik, rezonatorning o'lchamlari tushayotgan to'lqin uzunligiga nisbatan kichik. Keyin, birinchi taxminga ko'ra, rezonator tanasida tovush energiyasining tarqalishini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Agar rezonator teshigi akustik jihatdan qattiq yopilgan deb faraz qilsak, bo'yindagi tovush bosimi p h = p l , va tebranish tezligi y = p h / Z h (agar rezonator ekranda bo'lsa, u holda ko'paytma berilgan formulalarga qo'shiladi 2 ).
Rezonator bo'yinining empedansi ichki yo'qotishlardan iborat R i , faol radiatsiya qarshiligi R r va massa va elastiklikning reaktivligi.
2. INDUSTRIAL AKUSTIKA
OVVIZNI REFLEKTSION
OVVIZNI AKSTIRISH
Tovush ikki elastik muhit orasidagi interfeysga tushganda yuzaga keladigan va interfeysdan bir xil muhitga tarqaladigan to'lqinlarning paydo bo'lishidan, tovushning tarqalishidan yoki tovush diffraktsiyasi.
Hodisa to'lqini ommaviy axborot vositalari o'rtasida interfeyslarni keltirib chiqaradi, buning natijasida aks ettirilgan va singan to'lqinlar paydo bo'ladi. Ularning tuzilishi va intensivligi shunday bo'lishi kerakki, interfeysning ikkala tomonida zarracha tezligi va interfeysda ta'sir qiluvchi elastik kuchlanishlar teng bo'ladi. Erkin sirtdagi chegara shartlari shu sirtga ta'sir etuvchi elastik kuchlanishlar nolga teng.
Aks ettirilgan to'lqinlar qutblanish turiga tushayotgan to'lqin bilan mos kelishi mumkin yoki ular boshqa polarizatsiyaga ega bo'lishi mumkin. Ikkinchi holda, ular aks ettirish yoki sinishi paytida rejimlarning o'zgarishi yoki konvertatsiyasi haqida gapirishadi. Tekis to'lqinlarning aks etishi Tekis to'lqinlarning aks etishi alohida rol o'ynaydi, chunki tekis to'lqinlar aks etgan va singan holda tekis bo'lib qoladi va ixtiyoriy shaklni tekis to'lqinlar to'plamining aksi deb hisoblash mumkin. Ko'rsatilgan va singan to'lqinlar soni muhitning elastik xususiyatlarining tabiati va akustik to'lqinlar soni bilan belgilanadi. ularda mavjud bo'lgan filiallar. Chegaraviy shartlarga ko'ra hodisa, aks ettirilgan va singan to'lqinlarning to'lqin vektorlarining interfeys tekisligiga proyeksiyalari bir-biriga teng (1-rasm).
Guruch. 1. Yassi interfeysdagi tekis tovush to'lqinining aks etishi va sinishi sxemasi.
Bu aks ettirish va sinish qonunlarini nazarda tutadi, i, refledk r va singan k t to'lqinlar va normal NN" interfeysga bir xil tekislikda (tushish tekisligi) yotadi; 2) aks etish va sinish burchaklarining sinuslarining faza tezligiga nisbati; c i, va mos keladigan to'lqinlar bir-biriga teng:
(indekslar aks ettirilgan va singan to'lqinlarning polarizatsiyasini ko'rsatadi). To'lqin vektorlarining yo'nalishlari tovush nurlarining yo'nalishlariga to'g'ri keladigan izotrop muhitda aks etish va sinish qonunlari Snel qonunining odatiy shaklini oladi. Anizotrop muhitda aks ettirish qonunlari faqat to'lqin normalarining yo'nalishlarini belgilaydi; singan yoki aks ettirilgan nurlarning qanday tarqalishi ushbu normalarga mos keladigan radial tezliklarning yo'nalishiga bog'liq.
Etarlicha kichik tushish burchaklarida, barcha aks ettirilgan va singan to'lqinlar interfeysdan tushgan nurlanish energiyasini olib ketadigan tekis to'lqinlardir. Biroq, agar k.-l uchun. singan to'lqin katta tezlikda c i hodisa to'lqini, keyin tushish burchaklari uchun, katta. n. tanqidiy burchak =arksin, mos keladigan singan to'lqinning to'lqin vektorining normal komponenti xayoliy bo'ladi, 2. Biroq, to'lqinning kritik burchakdan kattaroq burchakdagi interfeysga tushishi to'liq aks ettirishga olib kelmasligi mumkin, chunki tushayotgan nurlanish. boshqa qutblanish to'lqinlari shaklida 2-muhitga kirib borishi mumkin.
Tanqidiy burchak aks ettirilgan to'lqinlar uchun ham mavjud bo'lsa, O.Z. rejim konvertatsiyasi sodir bo'ladi va konversiyadan kelib chiqadigan to'lqin tezlikdan kattaroqdir c i hodisa to'lqini. Kritikdan kamroq tushish burchaklari uchun. burchak ostida, tushayotgan energiyaning bir qismi polarizatsiya bilan aks ettirilgan to'lqin shaklida chegaradan olib tashlanadi, bunday to'lqin bir jinsli bo'lib chiqadi, 1-o'rtaga chuqur zaiflashadi va uzatishda ishtirok etmaydi; interfeysdan energiya olish. Masalan, tanqidiy burchak = yoy ( c t/c L) ko‘ndalang akustika aks etganda yuzaga keladi. to'lqinlar T izotrop qattiq jismning chegarasidan va uning uzunlamasına to'lqinga aylanishi L (bilan t va C L - mos ravishda ko'ndalang va bo'ylama tovush to'lqinlarining tezligi).
Chegara shartlariga muvofiq aks ettirilgan va singan to'lqinlarning amplitudalari amplituda orqali chiziqli tarzda ifodalanadi. A i hodisa to'lqini, xuddi optikada bu miqdorlar tushayotgan elektr magnit maydonining amplitudasi orqali ifodalanganidek. to'lqinlar yordamida Frenel formulalari. Tekis to'lqinning aks etishi miqdoriy jihatdan amplituda koeffitsientlari bilan tavsiflanadi. aks ettirilgan to'lqinlar amplitudalarining tushayotganlarning amplitudasiga nisbati bo'lgan ko'zgular: = Amplituda koeffitsientlari. ichida aks ettirilgan umumiy holat murakkab: ularning modullari abs munosabatlarini aniqlaydi. amplituda qiymatlari va fazalar aks ettirilgan to'lqinlarning fazali siljishlarini belgilaydi. Amplituda koeffitsientlari xuddi shunday aniqlanadi. o'tish 
Olingan nurlanish energiyasini aks ettirilgan va singan to'lqinlar o'rtasida qayta taqsimlash koeffitsient bilan tavsiflanadi. aks ettirilgan (sindirilgan) va tushayotgan to'lqinlardagi o'rtacha vaqt bo'yicha energiya oqimi zichligining normalning interfeys komponentlariga nisbati bo'lgan intensivlikda aks ettirish va uzatish: 
mos keladigan to'lqinlardagi tovush intensivliklari qayerda va aloqa vositalarining zichligi. Interfeysga etkazib beriladigan va undan olib tashlangan energiya balansi energiya oqimlarining normal tarkibiy qismlari balansiga kamayadi:
Koef. aks ettirish akustikaga ham bog'liq. .Burchak xarakteri qaramlik kritik mavjudligi bilan belgilanadi burchaklar, shuningdek, nol ko'zgu burchaklari, ularning ostiga tushganda, qutblanish bilan aks ettirilgan to'lqin hosil bo'lmaydi.
O. z. ikkita suyuqlik interfeysida. Naib. O. z.ning oddiy surati. ikki suyuqlik orasidagi interfeysda sodir bo'ladi. Bunday holda, to'lqin konvertatsiyasi yo'q va aks ettirish oyna qonuniga va koeffitsientga muvofiq sodir bo'ladi. aks ettirish ga teng
qayerda va c 1.2 - qo'shni muhitda tovushning zichligi va tezligi . Va 2. Agar tushayotgan to'lqin uchun tovush tezligi singan to'lqin uchun tovush tezligidan katta bo'lsa ( Bilan 1 c 2), keyin tanqidiy. burchak yo'q.
qiymatga interfeysdagi to'lqinning normal tushishi bilan R = - 1 toymasin tushish bilan Agar akustik. r 2 2 chorshanbadan boshlab 2 muhitning ko'proq empedansi 1 , keyin tushish burchagida
koeffitsienti aks ettirish yo'qoladi va barcha hodisa butunlay muhitga o'tadi 2.
Qachon 1 dan<с 2 ,возникает критический угол =arcsin(c 1 /c 2). Da<коэф. отражения - действительная величина; фазовый между падающейи отражённой волнами отсутствует. Величина коэф. отражения меняется отзначения R0 gacha normal pasayish bilan R= 1 tushish burchagi kritikga teng. Agar akustik bo'lsa, bu holda nol ko'zgu ham paydo bo'lishi mumkin ommaviy axborot vositalarining impedanslari, teskari tengsizlik amal qiladi 
Nol ko'zgu burchagi hali ham (6) ifoda bilan aniqlanadi. Kritik burchakdan kattaroq tushish burchaklari uchun to'liq ichki burchak mavjud aks ettirish: 
va muhitga chuqur tushgan nurlanish 2
kirib ketmaydi. Atrof muhitda 2,
shu bilan birga, aks ettirilgan to'lqinning maydoni ikkita maydonning aralashuvi natijasida hosil bo'ladi: aynali aks ettirilgan to'lqin va to'lqin, 1 muhitda paydo bo'ladigan bir xil bo'lmagan to'lqin. 2.
Tekis bo'lmagan (masalan, sferik) to'lqinlarni aks ettirishda bunday qayta chiqarilgan to'lqin aslida tajribada shunday deb ataladigan shaklda kuzatiladi. yon to'lqin (qarang to'lqinlar, bo'limKo'zgu va ).
O. z. qattiq chegaradan. Agar reflektor qattiq jism bo'lsa, aks ettirishning tabiati yanada murakkablashadi. Qachon Bilan suyuqlikda bo'ylama tezliklar kamroq bo'ladi L va ko'ndalang Bilan t qattiq jismdagi tovush, qattiq jism bilan suyuqlik chegarasida aks etganda, ikkita kritik holat yuzaga keladi. burchak: uzunlamasına = yoy ( s/s L) va ko'ndalang =arksin ( s/s T ). Shu bilan birga, har doimgidan beri bilan L > bilan T . Tushunish koeffitsienti burchaklarida. aks ettirish amal qiladi (2-rasm). Hodisa nurlanishi qattiq jismga ham bo'ylama, ham ko'ndalang singan to'lqinlar shaklida kiradi. Qattiq jismda tovushning normal paydo bo'lishi bilan faqat qiymat paydo bo'ladi R 0 bo'ylama akustika nisbati bilan aniqlanadi. suyuqlik va qattiq moddalarning empedanslari f-le (5) ga o'xshaydi (- suyuqlik va qattiq moddalarning zichligi).
Guruch. 2. Ovozni aks ettirish koeffitsienti modulining bog'liqligi | R | (qattiq chiziq) va uning fazalari (chiziqli nuqta) suyuqlik va qattiq jismning chegarasida tushish burchagidan .
Koeffitsientda va tushayotgan nurlanishning bir qismi singan ko'ndalang to'lqin shaklida qattiq jismga chuqur kirib boradi. Shuning uchun uchun<<величина лишь при поперечная волна не образуется и |R|= 1. Bir xil bo'lmagan uzunlamasına to'lqinning aks ettirilgan nurlanish hosil bo'lishida ishtirok etishi ikkita suyuqlik chegarasida bo'lgani kabi, aks ettirilgan to'lqinda faza siljishiga olib keladi. To'liq ichki mavjud bo'lganda aks ettirish: 1. Chegara yaqinidagi qattiq jismda faqat bir jinsli bo'lmagan to'lqinlar hosil bo'ladi, ular tanaga eksponent ravishda parchalanadi. Burchaklar uchun aks ettirilgan to'lqinning fazaviy siljishi, asosan, interfeysdagi oqayotgan suyuqlikning qo'zg'alishi bilan bog'liq. Rayleigh to'lqinlari. Bunday to'lqin qattiq jismning suyuqlik bilan chegarasida Rayleigh burchagi = arcsin () ga yaqin tushish burchaklarida paydo bo'ladi. s/s R), Qayerda C R - Qattiq jism yuzasida Rayleigh to'lqinining tezligi. Interfeys bo'ylab tarqalib, sizib chiquvchi to'lqin butunlay qayta chiqariladi.
Agar BilanBilan T .
to'liq ichki Qattiq jism bilan suyuqlik chegarasida aks etish yo'q: tushayotgan nurlanish har qanday tushish burchagida, hech bo'lmaganda ko'ndalang to'lqin shaklida kirib boradi. To'liq aks ettirish tovush to'lqini kritik nuqtadan pastga tushganda sodir bo'ladi. burchak yoki toymasin tushish. c>c L koeffitsienti bo'lganda. qattiq jismda tarqaladigan real, O. Z.ning aksi. Tovush izotrop qattiq jismda tarqalganda, maks. Oddiy belgi - siljish to'lqinlarining aks etishi, tebranishlar yo'nalishi interfeys tekisligiga parallel. Bunday to'lqinlarning aks etishi yoki sinishi paytida rejimni o'zgartirish yo'q. Erkin chegaraga yoki suyuqlik bilan chegaraga tushganda, bunday to'lqin butunlay aks etadi ( R= 1) oynani aks ettirish qonuniga ko'ra. Ikki izotropik orasidagi interfeysda qattiq moddalar muhitda spekulyar tarzda aks ettirilgan to'lqin bilan birga 2
qutblanish bilan singan to'lqin hosil bo'ladi, tushish tekisligida qutblangan ko'ndalang to'lqin tananing erkin yuzasiga tushganda, chegarada bir xil qutblanishning aks ettirilgan to'lqini ham, bo'ylama to'lqin ham paydo bo'ladi. , kichikroq kritik burchak = = yoy ( c T / c L), koeffitsienti aks ettirishlar R T va R L - sof haqiqiy: aks ettirilgan to'lqinlar chegarani tushayotgan to'lqin bilan aniq fazada (yoki fazadan tashqarida) tark etadi. Chegarada faqat spekulyar tarzda aks ettirilgan ko'ndalang to'lqin barglari; Erkin sirt yaqinida bir hil bo'lmagan uzunlamasına to'lqin hosil bo'ladi.
Koef. aks ettirish murakkablashadi, agar qattiq jismning chegarasi suyuqlik bilan aloqa qilsa, u holda to'lqinlar (bo'ylama yoki ko'ndalang) aks ettirilganda, 2. U ham tushish tekisligida yotadi.
HAQIDA . h. anizotrop muhitlar interfeysida. O. z. kristall interfeysda. muhit murakkab. va bu holda aks ettirilgan va singan to'lqinlarning o'zlari aks ettirish va sinish burchaklarining funktsiyalari hisoblanadi (qarang. kristall akustika); Shuning uchun, hatto ma'lum bir burchak ostida burchaklarni aniqlash jiddiy matematik muammolarga duch keladi. qiyinchiliklar. Agar to'lqin vektorlari sirtlarining tushish tekisligi bo'yicha kesmalari ma'lum bo'lsa, u holda grafik ishlatiladi. to'lqin vektorlarining burchaklari va uchlarini aniqlash usuli k r va k t perpendikulyar yotadi NN", to'lqin vektorining uchi orqali interfeysga tortilgan k i hodisa to'lqini, bu perpendikulyar difni kesishgan nuqtalarda. to'lqin vektor sirtlarining bo'shliqlari (3-rasm). Haqiqatda interfeysdan mos keladigan muhitning chuqurligiga tarqaladigan aks ettirilgan (yoki singan) to'lqinlar soni perpendikulyar qancha bo'shliqlar bilan kesishganligi bilan aniqlanadi. NN". Agar k.-l bilan kesishgan. bo'shliq yo'q, bu mos keladigan qutblanish to'lqini bir hil bo'lib chiqadi va energiyani chegaradan o'tkazmaydi. Perpendikulyar NN" bir xil bo'shliqdan bir necha marta o'tishi mumkin. ball (ballar a 1 va a 2 rasmda. 3). To'lqin vektorining mumkin bo'lgan pozitsiyalaridan k r
(yoki k t) haqiqatda kuzatilgan to'lqinlar faqat radial tezlik vektori bo'lgan to'lqinlarga mos keladi 
Guruch. 3. Kristalli muhitlar orasidagi chegarada aks etish va sinish burchaklarini aniqlashning grafik usuli. 1
Va 2.L, FT Va ST- kvazi uzunlamasına bo'lganlar uchun to'lqin vektorlarining sirtlari, qoida tariqasida, aks ettirilgan (sindirilgan) to'lqinlar har xil turlarga tegishli. akustik tarmoqlar tebranishlar. Biroq, kristallarda bu degani. anizotropiya, to'lqin vektorlari yuzasi konkav bo'laklarga ega bo'lganda (4-rasm), tebranishlarning bir xil tarmog'iga tegishli ikkita aks ettirilgan yoki singan to'lqinlarning shakllanishi bilan aks ettirish mumkin.
Eksperimental ravishda tovush to'lqinlarining chekli nurlari kuzatiladi, ularning tarqalish yo'nalishlari radial tezliklar bilan belgilanadi. NN" interfeysiga. Xususan, aks ettirilgani normalning bir tomonida tushish tekisligida yotishi mumkin. N, hodisa nuri bilan bir xil. Ushbu imkoniyatning cheklovchi holati - aks ettirilgan nurning ikkinchisining qiya tushishi bilan tushayotgan nurga superpozitsiyasi.
Guruch. 4. Kristalning erkin yuzasiga tushgan akustik to'lqinning bir xil qutblanishning ikki aks ettirilgan to'lqinining hosil bo'lishi bilan aks etishi: A- aks ettirilgan to'lqinlarning to'lqin vektorlarini aniqlash (bilan g- radial tezlik vektorlari); b- chekli kesimdagi tovush nurlarini aks ettirish diagrammasi.
O. z tabiatiga zaiflashuvning taʼsiri..Coef. har ikkala chegara muhitida tovushning susayishi ahamiyatsiz bo'lsa, aks ettirish va uzatish tovush chastotasiga bog'liq emas. E'tiborli zaiflashuv nafaqat koeffitsientning chastotaga bog'liqligiga olib keladi. aks ettirishlar R, lekin siz uning tushish burchagiga bog'liqligini ham buzasiz, ayniqsa tanqidiy nuqtaga yaqin. burchaklar (5-rasm, A). Suyuqlik va qattiq jism o'rtasidagi interfeysdan aks ettirilganda, zaiflashuv effektlari burchakka bog'liqlikni sezilarli darajada o'zgartiradi. R Rayleigh burchagiga yaqin tushish burchaklarida (1-rasm). 5 B). Bunday tushish burchaklarida arzimas zaiflashuv bilan ommaviy axborot vositalarining chegarasida, | R|= 1 (egri 1 rasmda. 5, b). Zaiflashning mavjudligi | R|1 dan kichik bo'ladi va | yaqinida minimum hosil bo'ladi R|(egri chiziqlar 2 - 4). Chastotani oshib borishi va shunga mos ravishda koeffitsientning oshishi. susaytirishi, minimal chuqurligi ortadi, f 0, deyiladi. nol aks ettirish chastotasi, min. ma'nosi | R|yo'qolmaydi (egri 3, 5-rasm, b). Chastotaning yanada oshishi minimal (egri chiziq) kengayishiga olib keladi 4 ) susaytiruvchi taʼsirlarning O.Z.ga taʼsiri. deyarli har qanday tushish burchagi uchun (egri 5). Ko'rsatilgan to'lqin amplitudasining tushayotgan to'lqin amplitudasiga nisbatan kamayishi tushayotgan nurlanishning qattiq jismga kirib borishini anglatmaydi. Bu tushayotgan radiatsiyadan qo'zg'aluvchi va aks ettirilgan to'lqinning shakllanishida ishtirok etadigan chiquvchi Rayleigh to'lqinining yutilishi bilan bog'liq. Ovoz chastotasi qachon f chastotaga teng f 0 bo'lsa, hodisa to'lqinining barcha energiyasi interfeysda tarqaladi.
Guruch. 5. Burchakka bog'liqlik | R|suv-po'lat chegarasida, zaiflashuvni hisobga olgan holda: A- burchakka bog'liqlikning umumiy tabiati | R|; qattiq chiziq - yo'qotishlarni hisobga olmagan holda, kesilgan chiziq - zaiflashuv hisobga olingan holda; b- burchakka bog'liqlik | R to'lqin uzunligida po'latdagi ko'ndalang to'lqinlarning yutilishining turli qiymatlarida Rayleigh burchagi yaqinida. Chiziqlar 1 - 5 bu parametrning 3 x 10 -4 qiymatidan oshishiga to'g'ri keladi (egri 1 ) qiymatga = 1 (egri 5) tushayotgan ultratovush nurlanishining chastotasining mos ravishda oshishi hisobiga.
O. z. qatlamlar va plitalardan.HAQIDA. h. qatlam yoki plastinkadan tabiatda rezonansga ega. Qatlam chegaralarida to'lqinlarning ko'p marta qayta aks etishi natijasida aks ettirilgan va uzatiladigan to'lqinlar hosil bo'ladi. Suyuq qatlam holatida tushayotgan to'lqin qatlamga Snel qonuni bo'yicha aniqlangan sinish burchagi bilan kiradi. Qayta aks ettirish tufayli qatlamning o'zida bo'ylama to'lqinlar paydo bo'lib, qatlam chegaralariga chizilgan normalga burchak ostida oldinga va teskari yo'nalishlarda tarqaladi (6-rasm, A). Burchak - qatlam chegarasiga tushish burchagiga mos keladigan sinishi burchagi. Agar qatlamdagi tovush tezligi Bilan 2 ko'proq ovoz tezligi Bilan 1 atrofidagi suyuqlikda, keyin aks ettirilgan to'lqinlar tizimi faqat umumiy ichki burchakning burchagi kamroq bo'lganda paydo bo'ladi. aks ettirishlar = arcsin (c 1 / c 2). Shu bilan birga, etarlicha yupqa qatlamlar uchun o'tkaziladigan to'lqin kritikdan kattaroq tushish burchaklarida ham hosil bo'ladi. Bu holda koeffitsient qatlamdan aks etish abs bo'lib chiqadi. qiymati 1 dan kichik. Buning sababi shundaki, to'lqin tashqi tomondan tushadigan chegaraga yaqin qatlamda qatlam chuqurligiga eksponent ravishda parchalanib, bir xil bo'lmagan to'lqin paydo bo'ladi. Agar qatlam qalinligi bo'lsa d bir hil bo'lmagan to'lqinning kirib borish chuqurligidan kamroq yoki solishtirish mumkin bo'lsa, ikkinchisi qatlamning qarama-qarshi chegarasini buzadi, buning natijasida uzatilgan to'lqin undan atrofdagi suyuqlikka chiqariladi. To'lqinlarning o'tishining bu hodisasi kvant mexanikasidagi zarrachalarning perkolyatsiyasiga o'xshaydi.
Koef. qatlam ko'rinishi
bu erda qatlamdagi to'lqin vektorining normal komponenti, o'qi z- qatlam chegaralariga perpendikulyar; R 1 va R 2 - koeffitsient O. z. davriylikni ifodalaydi audio chastota funktsiyasi f va qatlam qalinligi d. Qatlam orqali to'lqin kirib borishi mavjud bo'lganda, | R | ortishi bilan f yoki d monoton 1 ga intiladi.
Guruch. 6. Suyuq qatlamdan tovush to'lqinining aks etishi: A - aks ettirish sxemasi; 1 - atrofdagi suyuqlik; 2- qatlam; b - aks ettirish koeffitsienti modulining bog'liqligi | R| tushish burchagi.
Tushish burchagi funktsiyasi qanday ahamiyatga ega? R | maksimal va minimal sistemaga ega (6-rasm, b). Qatlamning har ikki tomonida bir xil suyuqlik bo'lsa, u holda minimal nuqtalarda R= 0. Qatlam qalinligi bo'yicha faza siljishi yarim davrlarning butun soniga teng bo'lganda nol aks etish sodir bo'ladi.
va ikkita ketma-ket qayta aks ettirishdan keyin yuqori muhitga chiqadigan to'lqinlar antifazada bo'ladi va bir-birini bekor qiladi. Aksincha, barcha aks ettirilgan to'lqinlar bir xil faza bilan pastki muhitga kiradi va uzatilgan to'lqinning amplitudasi maksimal bo'lib chiqadi. Yarim to'lqinlarning butun soni qatlam qalinligi bo'ylab to'g'ri kelganda uzatish sodir bo'ladi: d = Qayerda .
=1,2,3,..., - qatlam materialidagi tovush to'lqin uzunligi; Shuning uchun (8) shart bajariladigan qatlamlar chaqiriladi. yarim to'lqin Munosabatlar (8) erkin suyuqlik qatlamida normal to'lqinning mavjudligi shartiga to'g'ri keladi. Shu sababli qatlamlar orqali to'liq o'tish tushayotgan nurlanish qatlamdagi u yoki bu normal to'lqinni qo'zg'atganda sodir bo'ladi. Qatlamning atrofdagi suyuqlik bilan aloqasi tufayli normal to'lqin oqadi: uning tarqalishi paytida u tushayotgan nurlanish energiyasini pastki muhitga butunlay qayta chiqaradi.
Qatlamning qarama-qarshi tomonlaridagi suyuqliklar har xil bo'lsa, yarim to'lqinli qatlamning mavjudligi tushayotgan to'lqinga hech qanday ta'sir qilmaydi: koeffitsient. qatlamdan aks ettirish koeffitsientiga teng. to'g'ridan-to'g'ri ular orqali bu suyuqliklarning chegaralaridan ko'zgu. aloqa. Akustikada yarim to'lqinli qatlamlarga qo'shimcha ravishda, optikada bo'lgani kabi, shunday deyiladi. chorak to'lqinli qalinlikdagi qatlamlar shartni qondiradi ( n= 1,2,...).Akustikani mos ravishda tanlash. qatlamning empedansi, siz berilgan chastotali to'lqin qatlamidan nol ko'zgu olishingiz mumkin f qatlamga tushishining ma'lum bir burchagida. Bunday qatlamlar aks ettiruvchi akustik qatlamlar sifatida ishlatiladi.
Suyuqlikka botirilgan cheksiz qattiq plastinkadan tovush to'lqinining aks etishi uchun suyuqlik qatlami uchun yuqorida tavsiflangan aks ettirish tabiati umumiy ma'noda qoladi. Plitadagi aks ettirish paytida, uzunlamasına bo'lganlarga qo'shimcha ravishda, kesish to'lqinlari ham hayajonlanadi. Plastinada mos ravishda bo'ylama va ko'ndalang to'lqinlar tarqaladigan burchaklar va , Snell qonuni bo'yicha tushish burchagi bilan bog'liq. Burchak va chastotaga bog'liqlik| R| suyuqlik qatlamidan aks etishda bo'lgani kabi, o'zgaruvchan maksimal va minimal tizimlarni ifodalaydi. Plastinka orqali to'liq uzatish, tushayotgan radiatsiya normal to'lqinlardan birini qo'zg'atganda sodir bo'ladi, ular oqish to'lqinlaridir. Qo'zi to'lqinlari. O. z.ning rezonans xarakteri. qatlam yoki plastinkadan ularning akustikasi orasidagi farq kamayishi bilan o'chiriladi. muhit xususiyatlaridan xossalar. Akustikani oshirish va | R(fd)|.
Tekis bo'lmagan to'lqinlarning aks etishi. Haqiqatda faqat tekis bo'lmagan to'lqinlar mavjud; ularning aksini tekis to'lqinlar to'plamini aks ettirishga kamaytirish mumkin. Monoxromatik ixtiyoriy shakldagi to'lqin jabhasiga ega bo'lgan to'lqin bir xil aylana chastotali, lekin har xil bo'lgan tekis to'lqinlar to'plami sifatida ifodalanishi mumkin. to'lqin vektorining yo'nalishlari k. Asosiy tushayotgan nurlanishning xarakteristikasi uning fazoviy - amplitudalar to'plamidir A(k) tekis to'lqinlar, ular birgalikda tushuvchi to'lqinni hosil qiladi. Abs. k qiymati chastota bilan belgilanadi, shuning uchun ular mustaqil emas. Samolyotdan aks ettirilganda z= 0 oddiy komponent k z tangensial komponentlar bilan belgilanadi k x , k y: k z=
Tushgan nurlanishning bir qismi bo'lgan har bir to'lqin o'z burchagida interfeysga tushadi va boshqa to'lqinlardan mustaqil ravishda aks etadi. F maydoni( r) aks ettirilgan to'lqin barcha aks ettirilgan tekis to'lqinlarning superpozitsiyasi sifatida paydo bo'ladi va tushayotgan nurlanishning fazoviy spektri orqali ifodalanadi. A(k x , k y)ikoef. aks ettirishlar R(k x , k y):
Integratsiya o'zboshimchalik bilan katta qiymatlar mintaqasiga tarqaladi k x Va k y . Agar tushayotgan nurlanishning fazoviy spektrida (sferik to'lqinni aks ettirganday) komponentlar mavjud bo'lsa. k x(yoki k y), katta, keyin real bilan to'lqinlarga qo'shimcha ravishda aks ettirilgan to'lqin hosil bo'lishida k z Bir hil bo'lmagan to'lqinlar ham ishtirok etadi, buning uchun k, - sof qiymat. 1919-yilda G.Veyl (N.Veyl) tomonidan taklif qilingan va Furye optikasi kontseptsiyalarida keyingi rivojlanishini olgan bu yondashuv quyidagilarni beradi. ixtiyoriy shakldagi to'lqinning tekis sirtdan aks etishini tavsiflash.
O. z haqida fikr yuritilganda. Radiatsion yondashuv ham mumkin, bu printsiplarga asoslanadi geometrik akustika. Hodisa nurlanishi interfeys bilan o'zaro ta'sir qiluvchi nurlar to'plami sifatida qaraladi. Tushayotgan nurlar nafaqat Snel qonunlariga bo'ysungan holda odatiy tarzda aks etishi va sinishi, balki interfeysga ma'lum burchak ostida tushayotgan nurlarning bir qismi qo'zg'atilishi ham hisobga olinadi. n. lateral to'lqinlar, shuningdek sızıntılı (Rayleigh va boshqalar) yoki sızıntılı to'lqinlar (Qo'zi to'lqinlari va boshqalar). Interfeys bo'ylab tarqalib, bunday to'lqinlar yana muhitga qayta chiqariladi va aks ettirilgan to'lqinning shakllanishida ishtirok etadi. Asosiy amaliyot uchun. aks etish sharsimondir. akustik to'lqinlar bilan to'plangan to'lqinlar. chekli kesimli nurlar va fokuslangan tovush nurlari.
Sferik to'lqinlarning aks etishi. Ko'zgu shakli sharsimondir. nuqta manbai tomonidan suyuqlik Ida hosil bo'lgan to'lqin HAQIDA, tovush tezligi o'rtasidagi munosabatga bog'liq Bilan 1 va 2 dan I va II suyuqliklar bilan aloqa qilish (7-rasm). Agar c t > c 2 bo'lsa, u holda kritik. Burchak yo'q va ko'zgu geometrik qonunlarga muvofiq sodir bo'ladi. akustika. I muhitda aks ettirilgan sharsimon zarracha paydo bo'ladi. O". manbaning virtual tasvirini hosil qiladi va aks ettirilgan to'lqin markazi nuqtada joylashgan sharning bir qismidir. HAQIDA".
Guruch. 7. Sharsimon to‘lqinning ikki suyuqlik orasidagi chegarada aks etishi: HAQIDA Va HAQIDA" - haqiqiy xayoliy manbalar; 1 - aks ettirilgan sferik to'lqinning old tomoni; 2 - singan to'lqin jabhasi; 3 - yon to'lqin old.
Qachon c 2 l tanqidiy holat mavjud aks ettirilgan sferikdan tashqari I muhitdagi burchak. to'lqin, aks ettirilgan nurlanishning yana bir komponenti paydo bo'ladi. Kritik ostida interfeysdagi nurlar hodisasi burchak qo'zg'atuvchi to'lqin II muhitda, qirralari tezlikda tarqaladi Bilan 2 interfeys yuzasi bo'ylab va I muhitga qayta emissiya qilinadi, deb atalmish hosil qiladi. Oh birga O.A va keyin parchalanishda yana I muhitga o'tkaziladi. nuqtadan interfeysning nuqtalari . nuqta BILAN, bu vaqtda singan to'lqinning old qismi joylashgan. SH, burchak ostida chegaraga moyil va bir nuqtaga cho'zilgan IN, ko'zgu aks ettirilgan sferikning old tomoni bilan uchrashadigan joyda. to'lqinlar. Kosmosda lateral to'lqinning old qismi sirtdir kesilgan konus, segment aylanganda paydo bo'ladi NE to'g'ridan-to'g'ri OO". Aks ettirilganda sharsimon. qattiq jism yuzasidan suyuqlikdagi to'lqinlar konusga o'xshaydi. to'lqin interfeysdagi oqayotgan Rayleigh to'lqinining qo'zg'alishi tufayli hosil bo'ladi. Sferik aks ettirish to'lqinlar - asosiy tajribalardan biri. geoakustika, seysmologiya, gidroakustika va okean akustikasi usullari.
Cheklangan kesimli akustik nurlarning aks etishi. To'lqin jabhasi asosan bo'lgan kollimatsiyalangan tovush nurlarining aks etishi nurning bir qismi tekislikka yaqin bo'lib, xuddi tekis to'lqin aks ettirilgandek tushishning ko'p burchaklarida sodir bo'ladi. Nurni aks ettirganda yoki Reyli burchakka, ayna aks ettirish bilan birga, effekt paydo bo'ladi. lateral yoki oqadigan Roleigh to'lqini. Bu holda aks ettirilgan nurning maydoni aynali aks ettirilgan nur va qayta chiqarilgan to'lqinlarning superpozitsiyasidir. Nurning kengligi, qo'shni muhitning elastik va yopishqoq xususiyatlariga qarab, interfeys tekisligida nurning lateral (parallel) siljishi (Schoch siljishi deb ataladigan) sodir bo'ladi (8-rasm) yoki sezilarli darajada kengayish. nurning va ingichka ko'rinishi 
Guruch. 8. Ko'zguda nurning yon tomonga siljishi: 1 - tushayotgan nur; 2 - aniq aks ettirilgan nur; 3- haqiqiy aks ettirilgan nur.
tuzilmalar. Nur Rayleigh burchagiga tushganda, buzilishlarning tabiati nurning kengligi o'rtasidagi nisbat bilan aniqlanadi. . nuroniy. oqayotgan Rayleigh to'lqinining dampingi
suyuqlikdagi tovush to'lqin uzunligi qayerda, A - birlikka yaqin sonli omil. Agar nurning kengligi radiatsiya uzunligidan sezilarli darajada katta bo'lsa. Zaiflashuv faqat nurning interfeys bo'ylab bir miqdorga siljishi sodir bo'ladi, tor nurda, sizib chiqadigan sirt to'lqinining qayta emissiyasi tufayli, nur sezilarli darajada kengayadi va simmetrik bo'lishni to'xtatadi (9-rasm). Aynan aks ettirilgan nur egallagan hududning ichida interferensiya natijasida nol minimal amplituda paydo bo'ladi va nur ikki qismga bo'linadi. Kollimirlarning nospekulyar aks etishi. 
Guruch. 9. Suyuqlikdan G dan qattiq jism T yuzasiga tushayotgan chekli kesmali tovush nurining Reley burchagida aks etishi: 1 - tushayotgan nur; 2 - aks ettirilgan nur; A - nol amplitudali hudud; b- nur dumining maydoni.
Oxirgi holatda, aks ettirishning spekulyar bo'lmagan xarakteri qatlam yoki plastinkadagi sızıntılı to'lqinli rejimlarning qo'zg'alishi bilan bog'liq. Yon va oqayotgan to'lqinlar fokuslangan ultratovush nurlarini aks ettirishda muhim rol o'ynaydi. Xususan, bu to'lqinlar ishlatiladi mikroskopiakustik akustikani shakllantirish uchun tasvirlar va ushlab turadigan miqdorlar, Lit.: 1) Brexovskix L.M., Qatlamli muhitdagi to'lqinlar, 2-nashr, M., 1973; 2) Landau L.D., Lifshits E.M., Gidrodinamika, 4-nashr, M., 1988; 3) Brexovskix L.M., Godin O.A., Qatlamli muhit akustikasi, V. M. Levin.
Jismoniy ensiklopediya. 5 jildda. - M.: Sovet Entsiklopediyasi. Bosh muharrir A. M. Proxorov. 1988 .
Tovush tovush chiqaradigan jismdan, agar uning yo'lida hech qanday to'siq bo'lmasa, har tomonga teng ravishda tarqaladi. Ammo har bir to'siq uning tarqalishini cheklay olmaydi. O'zingizni yorug'lik nuridan bo'lgani kabi, kichkina karton varaq bilan ham tovushdan himoya qila olmaysiz. Ovoz to'lqinlari, har qanday to'lqinlar kabi, to'siqlar atrofida egilib, ularning o'lchamlari to'lqin uzunligidan kichikroq bo'lsa, ularni "sezmaslik" qobiliyatiga ega. Havoda eshitiladigan tovush to'lqinlarining uzunligi 15 m dan 0,015 m gacha, agar ularning yo'lidagi to'siqlar kichikroq bo'lsa (masalan, engil o'rmondagi daraxt tanasi), u holda to'lqinlar shunchaki ularning atrofida egiladi. To'siq katta o'lchamlar(uyning devori, tosh) tovush to'lqinlarini yorug'lik to'lqinlari bilan bir xil qonunga muvofiq aks ettiradi: tushish burchagi aks etish burchagiga teng. Echo - bu to'siqlardan tovushning aks etishi.
Ovoz o'ziga xos tarzda bir muhitdan ikkinchisiga o'tadi. Bu hodisa juda murakkab, ammo u itoat qiladi umumiy qoida: tovush bir muhitdan ikkinchisiga o'tmaydi, agar ularning zichligi keskin farq qilsa, masalan, suvdan havoga. Ushbu muhitlarning chegaralariga etib borish, u deyarli to'liq aks ettirilgan. Uning energiyasining juda kichik qismi boshqa muhitning sirt qatlamlarini tebranishiga sarflanadi. Boshingizni daryoning tubiga botirib, siz hali ham baland tovushlarni eshitasiz, lekin 1 m chuqurlikda siz endi hech narsani eshitmaysiz. Baliqlar dengiz sathidan yuqorida eshitilgan tovushni eshitmaydilar, lekin ular suv qudug'ida tebranayotgan tanadan tovushni eshitadilar.
Ovoz yupqa devorlar orqali eshitiladi, chunki bu ularning tebranishiga sabab bo'ladi va ular boshqa xonada ovozni qayta ishlab chiqaradiganga o'xshaydi. Yaxshi ovoz o'tkazmaydigan materiallar - paxta momig'i, junli gilamlar, ko'pikli beton yoki g'ovakli quruq gipsdan yasalgan devorlar - havo va qattiq tana o'rtasida juda ko'p interfeysga ega bo'lishi bilan aniq farq qiladi. Ushbu sirtlarning har biridan o'tib, ovoz ko'p marta aks etadi. Ammo, qo'shimcha ravishda, tovush tarqaladigan vosita uni o'zlashtiradi. Xuddi shu tovush tiniq havoda tumanga qaraganda yaxshiroq va uzoqroq eshitiladi, u erda havo va suv tomchilari orasidagi interfeys orqali so'riladi.
Har xil chastotali tovush to'lqinlari havoda turlicha so'riladi. Kuchli - baland tovushlar, kamroq - past tovushlar, masalan, bosh. Shuning uchun paroxod hushtagi shunchalik past ovoz chiqaradi (uning chastotasi 50 Gts dan oshmaydi): past ovoz uzoqroq masofada eshitiladi. Moskva Kremlidagi katta qo'ng'iroq, u hali ham Buyuk Ivan qo'ng'iroq minorasida osilgan bo'lsa, 30 mil uzoqlikda eshitilardi - u taxminan 30 Gts (f suboktava) ohangida jiringladi. Infratovushlar, ayniqsa, suvda kamroq so'riladi. Baliqlar ularni o'nlab va yuzlab kilometr uzoqlikda eshitishadi. Ammo ultratovush juda tez so'riladi: 1 MGts chastotali ultratovush havoda 2 sm masofada yarmiga, 10 kHz chastotada esa 2200 m masofada ikki baravar zaiflashadi.
Ovoz to'lqini energiyasi
Modda zarralarining (shu jumladan havo molekulalarining) xaotik harakati termal deyiladi. Ovoz to'lqini havoda tarqalganda, uning zarralari termaldan tashqari, qo'shimcha harakatga ega bo'ladi - tebranish. Bunday harakat uchun energiya havo zarralariga tebranish tanasi (tovush manbai) tomonidan beriladi; U tebranayotganda, energiya doimiy ravishda undan atrofdagi havoga uzatiladi. Ovoz to'lqini qanchalik uzoqqa tarqalsa, u shunchalik zaif bo'ladi, unda kamroq energiya mavjud. Xuddi shu narsa boshqa har qanday elastik muhitda - suyuqlikda, metallda tovush to'lqini bilan sodir bo'ladi.
Ovoz barcha yo'nalishlarda bir tekis tarqaladi va har daqiqada qatlamlar siqilgan havo, bitta impulsdan kelib chiqqan holda, go'yo to'pning sirtini hosil qiladi, uning markazida tovush chiqaradigan tana bor. Bunday "to'p" ning radiusi va yuzasi doimiy ravishda o'sib bormoqda. Xuddi shu miqdordagi energiya "to'p" ning kattaroq va kattaroq yuzasiga tushadi. To'pning yuzasi radiusning kvadratiga proportsionaldir, shuning uchun, aytaylik, kvadrat metr sirt orqali o'tadigan tovush to'lqinining energiyasi tovush chiqaradigan jismdan masofa kvadratiga teskari proportsionaldir. Natijada, tovush masofa bilan zaiflashadi. Rus olimi N.A.Umov fanga energiya zichligi oqimi tushunchasini kiritdi. Energiya oqimining kattaligi tovushning kuchini (intensivligini) o'lchash uchun qulaydir. Tovush to'lqinidagi energiya zichligi oqimi - bu to'lqin yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan birlik sirtidan sekundiga o'tadigan energiya miqdori. Energiya zichligi oqimi qanchalik ko'p bo'lsa, tovush intensivligi shunchalik katta bo'ladi. Energiya oqimi kvadrat metrga (Vt/m²) vattlarda o'lchanadi.
Agar tovush to'lqini o'z yo'lida to'siqlarga duch kelmasa, u barcha yo'nalishlarda bir tekis tarqaladi. Ammo har bir to'siq uning uchun to'siq bo'lib qolmaydi.
Yo'lida to'siqqa duch kelgan tovush uning atrofida egilishi, aks etishi, sinishi yoki yutilishi mumkin.
Ovoz diffraksiyasi
Biz binoning burchagida, daraxt orqasida yoki panjara ortida turgan odam bilan gaplasha olamiz, lekin uni ko'ra olmasak ham. Biz buni eshitamiz, chunki tovush bu ob'ektlar atrofida egilib, ularning orqasidagi maydonga kirib borishi mumkin.
To'lqinning to'siq atrofida egilish qobiliyati deyiladi diffraktsiya .
Ovoz to'lqin uzunligi to'siqning o'lchamidan oshib ketganda diffraktsiya sodir bo'ladi. Past chastotali tovush to'lqinlari juda uzun. Masalan, 100 Hz chastotada u 3,37 m ga teng bo'lib, chastota pasayganda, uzunlik yanada kattaroq bo'ladi. Shuning uchun tovush to'lqini unga o'xshash narsalar atrofida osongina egiladi. Parkdagi daraxtlar bizning tovushni eshitishimizga umuman xalaqit bermaydi, chunki ularning tanasining diametrlari tovush to'lqinining uzunligidan ancha kichikdir.
Diffraktsiya tufayli tovush to'lqinlari to'siqdagi yoriqlar va teshiklardan o'tib, ularning orqasida tarqaladi.
Keling, tovush to'lqinining yo'lida teshikli tekis ekranni joylashtiramiz.
Ovoz to'lqin uzunligi bo'lgan holatda ƛ teshik diametridan ancha katta D , yoki bu qiymatlar taxminan teng bo'lsa, teshik orqasida ovoz ekranning orqasidagi (tovush soyasi maydoni) barcha nuqtalarga etib boradi. Chiqib ketayotgan to'lqinning old qismi yarim sharga o'xshaydi.
Agar ƛ faqat tirqish diametridan bir oz kichikroq bo'lsa, keyin to'lqinning asosiy qismi to'g'ridan-to'g'ri tarqaladi va kichik qismi yon tomonlarga bir oz ajraladi. Va qachon bo'lsa ƛ ancha kam D , butun to'lqin oldinga yo'nalishda ketadi.
Ovozni aks ettirish
Agar tovush to'lqini ikkita media o'rtasidagi interfeysga tushsa, mumkin turli xil variantlar uning yanada tarqalishi. Ovoz interfeysdan aks ettirilishi, yo'nalishini o'zgartirmasdan boshqa muhitga o'tishi yoki sinishi, ya'ni harakatlanishi, yo'nalishini o'zgartirishi mumkin.
Faraz qilaylik, tovush to'lqinining yo'lida to'siq paydo bo'ldi, uning o'lchami to'lqin uzunligidan ancha katta, masalan, shaffof jar. Ovoz qanday harakat qiladi? Bu to'siqni aylanib o'ta olmagani uchun u undan aks etadi. To'siq ortida akustik soya zonasi .
To'siqdan aks ettirilgan tovush deyiladi aks-sado .
Ovoz to'lqinining aks etish tabiati boshqacha bo'lishi mumkin. Bu aks ettiruvchi yuzaning shakliga bog'liq.
Reflektsiya ikki xil muhit orasidagi interfeysdagi tovush toʻlqini yoʻnalishining oʻzgarishi deb ataladi. Aks ettirilganda, to'lqin o'zi kelgan muhitga qaytadi.
Agar sirt tekis bo'lsa, undan tovush yorug'lik nuri oynada aks ettirilgandek aks etadi.
Konkav sirtdan aks ettirilgan tovush nurlari bir nuqtaga qaratilgan.
Qavariq sirt tovushni tarqatadi.
Dispersiyaning ta'siri konveks ustunlar, katta moldinglar, qandillar va boshqalar tomonidan beriladi.
Ovoz bir muhitdan ikkinchisiga o'tmaydi, lekin muhitning zichligi sezilarli darajada farq qilsa, undan aks etadi. Shunday qilib, suvda paydo bo'ladigan tovush havoga o'tmaydi. Interfeysdan aks ettirilgan, u suvda qoladi. Daryo bo'yida turgan odam bu tovushni eshitmaydi. Bu suv va havoning to'lqin empedanslaridagi katta farq bilan izohlanadi. Akustikada to'lqin empedansi muhit zichligi va undagi tovush tezligi mahsulotiga teng. Gazlarning to'lqin qarshiligi suyuqlik va qattiq jismlarning to'lqin qarshiligidan sezilarli darajada past bo'lganligi sababli, tovush to'lqini havo va suv chegarasiga tushganda, u aks etadi.
Suvdagi baliqlar suv yuzasida paydo bo'ladigan tovushni eshitmaydilar, lekin ular tovushni aniq ajrata oladilar, uning manbai suvda tebranayotgan tanadir.
Ovozning sinishi
Ovozning tarqalish yo'nalishini o'zgartirish deyiladi sinishi . Bu hodisa tovush bir muhitdan ikkinchi muhitga o'tganda sodir bo'ladi va bu muhitlarda uning tarqalish tezligi har xil bo'ladi.
Tushish burchagi sinusining ko'zgu burchagi sinusiga nisbati muhitda tovush tarqalish tezligi nisbatiga teng.
Qayerda i - tushish burchagi,
r - aks ettirish burchagi;
v 1 - birinchi muhitda tovushning tarqalish tezligi;
v 2 - ikkinchi muhitda tovushning tarqalish tezligi;
n - sindirish ko'rsatkichi.
Ovozning sinishi deyiladi sinishi .
Agar tovush to'lqini sirtga perpendikulyar tushmasa, lekin 90 ° dan boshqa burchak ostida tushsa, u holda singan to'lqin tushayotgan to'lqin yo'nalishidan chetga chiqadi.
Ovozning sinishi nafaqat media orasidagi interfeysda kuzatilishi mumkin. Ovoz to'lqinlari geterogen muhitda - atmosferada, okeanda o'z yo'nalishini o'zgartirishi mumkin.
Atmosferada sinishi havo harorati, tezligi va havo massalarining harakat yo'nalishining o'zgarishi natijasida yuzaga keladi. Va okeanda u suv xususiyatlarining heterojenligi tufayli paydo bo'ladi - har xil chuqurlikdagi turli gidrostatik bosim, har xil harorat va turli sho'rlanish.
Ovozni yutish
Ovoz to'lqini sirtga duch kelganda, uning energiyasining bir qismi so'riladi. Va ovozni yutish koeffitsientini bilish orqali vosita qancha energiyani o'zlashtirishi mumkinligini aniqlash mumkin. Bu koeffitsient tovush tebranishlari energiyasining qancha qismini 1 m2 to'siq tomonidan yutishini ko'rsatadi. U 0 dan 1 gacha qiymatga ega.
Ovozni yutish uchun o'lchov birligi deyiladi sabin . U o'z nomini amerikalik fizikdan oldi Uolles Klement Sabin, arxitektura akustikasining asoschisi. 1 sabin - 1 m 2 sirt tomonidan so'rilgan energiya, uning yutish koeffitsienti 1. Ya'ni, bunday sirt tovush to'lqinining barcha energiyasini mutlaqo o'zlashtirishi kerak.
Reverberatsiya
Uolles Sabin
Materiallarning tovushni yutish xususiyati arxitekturada keng qo'llaniladi. Fogg muzeyining bir qismi bo'lgan ma'ruzalar zali akustikasini o'rganar ekan, Uolles Klement Sabin zalning o'lchami, akustik sharoitlar, tovushni yutuvchi materiallarning turi va maydoni o'rtasida bog'liqlik bor degan xulosaga keldi. reverberatsiya vaqti .
Reverberatsiya tovush to'lqinining to'siqlardan aks etishi va tovush manbai o'chirilgandan so'ng uning asta-sekin zaiflashishi jarayonini chaqiring. Yopiq makonda tovush devorlar va narsalardan qayta-qayta aks ettirilishi mumkin. Natijada turli xil aks-sado signallari paydo bo'ladi, ularning har biri alohida-alohida eshitiladi. Bu effekt deyiladi reverberatsiya effekti .
Ko'pchilik muhim xususiyat binolar hisoblanadi reverberatsiya vaqti , Sabin kiritgan va hisoblagan.
Qayerda V - xonaning hajmi;
A - umumiy tovushni yutish.
Qayerda a i - materialning ovozni yutish koeffitsienti;
S i - har bir yuzaning maydoni.
Agar reverberatsiya vaqti uzoq bo'lsa, tovushlar zal bo'ylab "aylanib yuradigan" ko'rinadi. Ular bir-birining ustiga chiqadi, asosiy tovush manbasini o'chiradi va zal gullab-yashnaydi. Qisqa reverberatsiya vaqti bilan devorlar tovushlarni tezda o'zlashtiradi va ular zerikarli bo'ladi. Shuning uchun har bir xonada o'zining aniq hisob-kitobi bo'lishi kerak.
Sabin o'z hisob-kitoblariga asoslanib, ovozni yutuvchi materiallarni shunday joylashtirdiki, "echo effekti" kamayadi. Va yaratilishida u akustik maslahatchi bo'lgan Boston simfonik zali hanuzgacha dunyodagi eng yaxshi zallardan biri hisoblanadi.
