Акустический волновод


Акустический волновод

Акустический волновод — участок среды, ограниченный в одном или двух направлениях стенками или другими средами, в результате чего устраняется или уменьшается расхождение волн в стороны, поэтому распространение звука вдоль участка происходит с ослаблением меньшим, чем в неограниченной однородной среде.

Типы

Искусственные акустические волноводы — обычно трубы, ограниченные звуконепроницаемыми стенками (например, органные трубы, вентиляционные каналы, туннели).

Естественные акустические волноводы — обычно слои среды: например, для низких частот звука океан представляет собой волновод в виде слоя воды, ограниченного с одной стороны грунтом, а с другой — свободной поверхностью воды. Акустический волновод может быть также образован вертикальной слоистой неоднородностью среды (например, подводный звуковой канал в океане): волны, пересекающие под малыми углами слой, в котором скорость звука имеет минимальное значение, заворачивают к нему обратно в результате рефракции в смежных слоях с бо`льшей скоростью звука, как бы отражаясь от этих слоев (см. Гидроакустика). В отличие от труб, в которых звук распространяется прямолинейно (вдоль оси трубы), звук в слое может также распространяться в виде цилиндрически расходящихся или сходящихся волн.

Свойства

Единственный вид волн, распространяющихся в акустических волноводах без изменения своей структуры,— нормальные волны (моды). В простейшем случае распространения звука в однородной непоглощающей среде, заполняющей слой или трубу прямоугольного сечения, нормальная волна представляет собой гармоническую волну, бегущую (однородная нормальная волна) или экспоненциально затухающую (неоднородная нормальная волна) вдоль волновода, и синусоидальную стоячую волну в поперечном направлении. При данной частоте нормальные волны образуют бесконечный дискретный набор волн, различающихся фазовой скоростью и числом узловых линий звукового поля в поперечном направлении: каждой нормальной волне приписывают номер, равный числу этих линий.

В акустическом волноводе со слоисто-неоднородной средой, как в искусственных, так и в естественных, также существуют дискретные наборы нормальных волн с аналогичными свойствами. При слоистой неоднородности среды, заполняющей волновод, стоячая волна в поперечном направлении уже не будет синусоидальной, но нормальные волны по-прежнему можно нумеровать по числу узловых линий в поперечном сечении. Дисперсионные свойства естественых акустических волноводов обычно существенно отличаются от дисперсионных свойств однородных волноводов.

Твердотельные акустические волноводы обычно ограничены свободными границами (стержни, пластины). Нормальные волны в таких акустических волноводах образованы как сдвиговыми волнами горизонтальной (параллельной границе раздела) поляризации, так и совместно распространяющимися продольными и сдвиговыми волнами вертикальной поляризации, преобразующимися друг в друга при отражениях на границах. Набор таких нормальных волн богаче, чем в жидких акустических волноводах. В частности, в них возможны нормальные волны с комплексными волновыми числами.

В ультразвуковой технологии твердотельными акустическими волноводами называют также всякие устройства (стержни, концентраторы) для передачи колебательной энергии на некоторое расстояние от источника или для введения колебательной энергии в какую-либо среду.

См. также



Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Акустический волновод" в других словарях:

  • АКУСТИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОД — канал для распространения акустических волн. Ограничивает область распространения собств. мод акустич. колебаний. Различают А. в. в виде пластины, стержня, изогнутой трубы и др. Наибольшее распространение получили А. в. поверхностных акустич.… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ВОЛНОВОД — канал, имеющий резкие границы, вдоль которого распространяются электромагнитные (радиоволновод) или звуковые (акустический волновод) волны. Радиоволноводом может служить металлическая труба, диэлектрический стержень и т. п.; акустический волновод …   Большой Энциклопедический словарь

  • Волновод — как составляющая конструкции микроволновой печи …   Википедия

  • волновод — а; м. Устройство в виде канала, трубы, стержня и т.п. для распространения звуковых или электромагнитных волн. Акустический в. Антенный в. * * * волновод канал, имеющий резкие границы, вдоль которого распространяются электромагнитные… …   Энциклопедический словарь

  • АКУСТИЧЕСКИЙ КАНАЛ — совокупность устройств и физ. сред, обеспечивающих направленное распространение акустич. волн. См. также Акустический волновод …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ВОЛНОВОД АКУСТИЧЕСКИЙ — участок среды, ограниченный в одном или двух направлениях стенками или др. средами, в результате чего устраняется или уменьшается расхождение волн в стороны, так что распространение звука вдоль участка происходит с ослаблением меньшим, чем в… …   Физическая энциклопедия

  • Волновод —         канал, имеющий резкие границы, по которому распространяются волны. Для звуковых волн труба, стержень или струна (см. Волновод акустический). Для электромагнитных волн сверхвысоких частот металлические трубы различных сечений или… …   Большая советская энциклопедия

  • Волновод — канал для распространения волн, обычно применяемый для направленной передачи сигналов или энергии. Различают акустический В. (звукоподвпдный канал н т. д.), радиоволновод (диэлектрический стержень и др.) н световод (полые металлические трубки с… …   Словарь военных терминов

  • волновод — а; м. Устройство в виде канала, трубы, стержня и т.п. для распространения звуковых или электромагнитных волн. Акустический волново/д. Антенный волново/д …   Словарь многих выражений

  • Волновод акустический —         канал, по которому передаётся акустическая энергия (звука). В. а. это каналы с резкими границами в виде стенок, свойства которых резко отличаются от свойств внутренней и наружной сред (трубы водопровода, вентиляционные ходы и т.п.), или… …   Большая советская энциклопедия


We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.