Дифракция - звук
Cтраница 2
 |
Схема отражения и преломления плоской звуковой волны на плоской границе раздела. [16] |
ОТРАЖЕНИЕ ЗВУКА - явление, возникающее при падении звуковой волны на границу раздела двух упругих сред и состоящее в образовании волн, распространяющихся от границы раздела в ту же среду, из к-рой пришла падающая волна. Обычно рассматривается отражение на плоских границах раздела, однако можно говорить об О. В противном случае имеет место рассеяние звука или дифракция звука. [17]
В случае же препятствий, размеры которых сравнимы или несколько больше длины волны, решения задачи о дифракции звука имеют весьма сложный вид, поэтому и радиационная сила, теперь уже зависящая от формы препятствия, имеет значительно более сложный вид. Радиационное давление здесь рассмотрено для сравнительно небольшого числа различных форм препятствия. [18]
 |
Схема рассеяния звука на звуке. [19] |
Вопрос о комбинационном рассеянии звука на звуке так просто решается с точки зрения элементарных законов сохранения для фононных взаимодействий. С точки зрения классической гидродинамики задача о рассеянии звука на звуке представляет значительные трудности. Связано это с тем, что эту задачу, согласно определению рассеяния звука на звуке, необходимо решать для ограниченных звуковых пучков. Решения, учитывающие дифракцию звука на ограниченной апертуре, до сих пор ни в одной из задач нелинейной акустики, даже только во втором приближении, насколько нам известно, не получены. Тем более это сложно было бы сделать для случая двух пересекающихся звуковых пучков. [20]
Бинауральный эффект объясняется тем, что одно ухо находится к источнику ближе, чем другое, и поэтому звуковая волна приходит к нему раньше. Наши мозговые центры способны учитывать разность времени воздействия звука на два уха, и эту разность во времени прихода наш мозг перерабатывает в ощущение направления. Кроме того, здесь играет роль то обстоятельство, что сила звука для уха, находящегося ближе к источнику звука, больше, чем для другого, расположенного на другой стороне: голова служит препятствием для звуковых волн и, так сказать, загораживает одно из ушей. Впрочем, это имеет место только для звуков высоких частот; при низких частотах в силу дифракции звука вокруг головы особой разницы в силе звука не возникает. Это обстоятельство дополняет способность определять направление на источник звука. Ясно, что разность времени прихода звука, а следовательно, и точность определения направления будут тем больше, чем больше расстояние между ушами. У человека это расстояние составляет примерно 18 см. Увеличением базы между приемниками можно повысить точность в определении направления, что используется в звукоулавливателях, работающих на принципе бинаурального эффекта. Звукоулавливатели позволяют определять направление на летящий самолет с точностью примерно до градуса. Однако они не дают возможности обнаруживать самолет по звуку винта и мотора на расстояниях, больших 10 - 15 км, что при современных скоростях самолетов является весьма незначительным расстоянием. [21]
Как это отражается на распространении звука. На нем изображен фронт звуковой волны, бегущей при положительном градиенте скорости ветра и отрицательном температурном градиенте. В верхней части волновой фронт распространяется в-более холодном воздухе или против более сильного ветра и поэтому двигается с меньшей скоростью, чем в нижней части. В результате фронт волны изгибается кверху. Аналогично, если в лодке грести одним веслом сильнее, чем другим, то лодка поворачивает в сторону от него. На рис. 33 показан результирующий эффект. Если звуковая волна распространяется от источника против ветра или бежит в любом направлении в атмосфере при отрицательном температурном градиенте, ее путь искривляется кверху и земля оказывает экранирующее действие, сопровождаемое возникновением звуковой тени. Экранирование при этом не полное, так как вследствие дифракции звука волна проникает и в область тени - с этим явлением мы скоро познакомимся. [22]
Страницы: 1 2