Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
2.Rozchodzeniesięfaliakustycznej
źródła,czylidlakr>1,kąt
Φ
jestbliskizeraiakustycznaimpedancjawłaściwa,jaką
ośrodekprzeciwstawiafalikulistej,stajesięrównaakustycznejimpedancji(rezystan-
cji)właściwejfalipłaskiej.Dlamałychodległościodźródłakr<1wimpedancjiZk
dominujeskładowareaktancyjna(masowa),wwynikuczegoenergiaakustycznatylko
wograniczonymstopniuprzekazywanajestdoośrodka.Jakztegowidać,impedancja
akustyczna,jakąośrodekprzeciwstawiafaliakustycznej,zależywogólnościnietylko
odwłaściwościtegoośrodka,alerównieżodczęstotliwości,rodzajufaliakustycznej
orazpołożeniapunktuobserwacji.
2.2.Odbicie,pochłanianieiugięciefalakustycznych
Faleakustycznerozchodzącesięwośrodkutworzątzw.poleakustyczne,wktórym
wystąpićmogąefektyodbicia,pochłaniania,ugięciaitp.Efektytezależągłównieod
strukturyośrodkaorazelementówznajdującychsięwobszarzepolaakustycznego.
Załóżmy,żenadrodzefalipłaskiejrozchodzącejsięwkierunkuosixznajdujesię
pewnasztywnaprzegrodaustawionaprostopadledotejosi.Istnienieprzegrodyspowo-
duje,żeopróczfalibezpośredniejbiegnącejwkierunkuosixpojawisięrównieżfala
odbitabiegnącawkierunkuprzeciwnym.Równaniaopisującewychyleniecząstkiaku-
stycznej,jejprędkośćiciśnienieakustycznepokazują,żewpewnychokreślonychmiej-
scachpolaakustycznegowartościtychtrzechwielkościsąrównezeru,winnychzaś
zmieniająsięokresowowfunkcjiodległościodprzegrody.Miejsca,wktórychwarto-
ścitesąmaksymalne,nazywasięstrzałkamifaliakustycznej,tezaś,wktórychsąone
równezeru,nazywasięwęzłamitejfali.Falęotakichwłaściwościachnazywasięfalą
stojącą(wodróżnieniuodfalibiegnącej1)).Odległośćpomiędzydwiemasąsiednimi
1)Dlafalibiegnącejczastorazwspółrzędnaprzestrzennaxzwiązanesązależnością(t+x/c)lub(t-x/c).
Wwynikutego,wprzedzialeczasu∆tkażdypunktfalibiegnącej(np.jejmaksimumlubminimum)przesu-
wasięoodcinek∆x=±c∆t.Natomiastdlafalistojącej,któratworzysiępomiędzydwiemapłaszczyznami
równoległymidosiebie,brakjesttakiegoruchu.Wskutekwielokrotnychodbićtejfaliorazichinterferencji,
powstajepomiędzytymipłaszczyznamicharakterystycznepoleakustyczneomaksimach(strzałkach)imi-
nimach(węzłach)ciśnieniaakustycznego,położonychwokreślonychmiejscach,któresąodległeodsiebie
o1/4długościtejfali.Dlafalistojącejwszystkiepunktyznajdującesiępomiędzydwomakolejnymiwęzła-
midrgajązróżnymiamplitudamiijednakowymifazami(synfazowo).Wczasieprzejściaprzezwęzeł,faza
drgańzmieniasięskokowoowartośćπ.Wprzypadkufalibiegnącej,fazadrgańzależyodwspółrzędnejx
rozpatrywanegopunktu.Wartoteżdodać,żefalebiegnące,wodróżnieniuodfalstojących,przenosząenergię
wprzestrzeni.Wprzypadkufalistojącej,energiaulegaokresowymprzemianomzenergiipotencjalnejzloka-
lizowanejgłówniewpobliżustrzałekodkształceniawenergiękinetycznązlokalizowanąwpobliżustrzałek
prędkościiodwrotnie.Możnapowiedzieć,żeenergiawfalistojącejprzemieszczasięokresowozwęzłów
dojejstrzałekiodwrotnie.Wartośćśredniagęstościenergiiobliczonadlajednegookresujestrównazeru
wdowolnympunkciefalistojącej,ponieważtworzącetęfalędwiefalebiegnąceprzenosząwtymczasie
wprzeciwnychkierunkachjednakoweilościenergii.
62
