Cтраница 2
Рассмотрим источник, который периодически возбуждает акустические волны, распространяющиеся со скоростью звука с. Линейный источник генерирует цилиндрические волны, точечный - сферические. Если источник движется с постоянной дозвуковой скоростью Uc, то к некоторому моменту времени образуется картина распространения волн, изображенная на рис. 14 - 19 а. Таким образом, волны давления все время опережают источник и постепенно заполняют все поле, занятое жидкостью. Если источник движется со сверхзвуковой скоростью Ис, то возникает структура волн, показанная на рис. 14 - 19 6, и изменения давления происходят только внутри конуса или клина, образованного огибающими волн давления. [16]
Вообще же в упругой сплошной среде, например в упругом теле больших размеров, в воде или в воздухе, волны могут распространяться по всем направлениям. При этом картина распространения волн принципиально остается прежней, однако возникает ряд новых вопросов, на которых мы сейчас и остановимся. [17]
Для определяющих законов (4.8), (4.11) система основных уравнений является гиперболической. Поэтому входящий в равенство (4.8) член, связанный с тепловым расширением, при своем внезапном появлении будет генерировать волны сильного разрыва. Эта ситуация аналогична известной ситуации в динамической термоупругости, за исключением того, что в данном случае распространяется упругопластическая граница и, кроме того, возникает пластическая волна, скорость распространения которой зависит от действительного закона упрочнения. В дальнейшем картина распространения волн будет пояснена путем использования соответствующей характеристической плоскости. [18]
Вообще же в упругой сплошной среде, например, в упругом теле больших размероэ, в воде или в воздухе, волны могут распространяться по всем направлениям. При этом картина распространения волн принципиально остается прежней, однако возникает ряд новых вопросов, на которых мы сейчас и остановимся. [19]
Поэтому представление о лучах применимо только в тех случаях, когда всякий кусок волны, размеры которого велики по сравнению с длиной волны, можно считать куском плоской волны. Если на волновой поверхности есть такие места, в которых амплитуда или фаза волны на расстоянии порядка длины волны сколько-нибудь заметно изменяются, представление о лучах оказывается неприменимым. Так именно обстояло дело в рассмотренных выше явлениях дифракции. Например, вблизи края экрана, где амплитуда волны резко изменяется, картину распространения волны нельзя описать при помощи лучей. [20]
Представим себе круговые волны, расходящиеся от брошенного камня по спокойной поверхности пруда. Если волны достигают плавающего на поверхности бревна, то за бревном образуется вполне четкая тень, границы которой определяются лучами, проведенными из точки падения камня через концы бревна. Однако в области тени тоже можно заметить волнение поверхности воды, хотя и более слабое. Это и есть дифракция, которая в данном случае не очень искажает картину геометрической тени. Если же волны встретят на своем пути сваю, то уже на небольшом расстоянии за ней картина распространения волн будет мало походить на геометрическую тень. Наконец, если волны встретят торчащий из воды тонкий шест, то тень вообще не образуется. Волны свободно огибают малые препятствия. [21]