Отражение и пречупване на звука. Преминаването на звук през интерфейса между две медии
(1.4)
Вижда се, че стойността на Г, както и стойността на D, зависят само от съотношението на акустичните импеданси на средата, образуваща интерфейса.
Двата предишни израза формално не се променят, ако m се замени с 1/m, т.е. условно заменете първата среда с втората.
Подчертаваме, че коефициентите Г и D са чисто енергийни коефициенти, показващи относителните стойности на отразената и предадената енергия, независимо от коя страна на интерфейса е оригиналната звукова вълна.
Въпреки това, някои други параметри на звуковите и ултразвуковите вълни се оказват зависещи от това от коя страна първоначалната вълна се доближава до интерфейса. Тези функции ще бъдат разгледани по-долу.
Фигура 1.1 показва зависимостите на Г и D от m (или от 1/m, което е еквивалентно), тъй като и m, и 1/m показват как се различават акустичните импеданси на средата или материалите в контакт.
Фигура 1.1 - Зависимости на G и D от m
Изчисленията показват, че по време на прехода на звукови вълни от течност към въздух или от въздух към течност, както и на границата между твърдо тяло, например структурен материал във въздуха, коефициентът на отражение за енергията на звуковите вълни се доближава до 100%.
Последният факт дава отрицателни и положителни ефекти в техниката на акустичните измервания:
така че, когато се измерват параметрите на материалите на продуктите, е необходимо да се намерят начини за координиране, така че максимумът от сондиращото лъчение да се въведе в ОК и да се отстрани от акустичен сензор-преобразувател;
при акустичния сонар, напротив, получаваме максимално отразен сигнал от подводни цели, чийто вътрешен обем е запълнен с въздух.
Нека сега разгледаме проблема с отражението и предаването на звукова вълна от плоча от материал,чиято „акустична“ дебелина (т.е. в части от дължината на вълната) е съизмерима с дължината на вълната на звуковите вибрации.
Решаването на такъв проблем в акустиката е от значение за два практически случая: първо, когато е необходимо да се създаде „прозрачна“ защитна, механично здрава обвивка за източника и приемника на звукови вибрации (например обтекател за хидроакустична станция или акустично прозрачен прозорец за сензор-преобразувател); второ, при решаване на обратна задача - проблемът за създаване на конструктивен екран, който е практически непрозрачен за звукови вълни, защитавайки например ме защита на оборудването от вътрешно или външно паразитно акустично излъчване.
Всички от същите първоначални отношения на Рейли, които получаваме
(1,5)
където tG е геометричната дебелина на материалната плоча; λ2 е дължината на звуковата вълна в тази плоча.
Последният израз позволява да се намери дебелината на плочата, при която тя дава максимално отражение и има максимална "акустична" прозрачност.
Изследвайки формулата за максималния коефициент на отражение по отношение на мощността Гmax,
(1.6)
при (n=1,2,3….), т.е. максимумът на коефициента на отражение на звуковите вълни ще бъде, когато "акустичната" дебелина на плочата (т.е. във фракции от дължината на звуковата вълна в нейния материал) е равна на нечетен брой четвърти от вълната.
Други свързани:
Синтез на система за проследяване с обратна връзка по ток и скорост Състоянието на всяко техническо устройство се характеризира с една или повече физически величини. Наборът от предписания, които определят естеството на промяната в изходните стойности на обектите, се нарича алгоритъм на функциониране. Към основните.