Главная > Курс лекций по теории звука
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Рассеяние звука на сфере из жидкого или газообразного вещества (дифракция на гибкой сфере)

В случае рассеяния звука на жидкой или газообразной сфере граничные условия состоят в непрерывности давления и нормальной компоненты скорости при переходе через границу сферы. Обозначая давление и нормальную компоненту скорости во внешней среде для падающей волны для рассеянной — через а во внутренней среде — через запишем граничные условия в виде:

Эти граничные условия имеют смысл в предположении, что амплитуда колебаний поверхности сферы очень мала и можно считать Аналогично формулам (9,3) и (9,4) при рассеянии плоской волны с амплитудой падающей по направлению отрицательной оси х на сферу, расположенную в начале координат, получим выражения для давления и скорости в падающей и рассеянной волнах в форме ряда, разложенного по сферическим функциям:

Для внутренней среды, согласно равенствам (8,22) и (8,48), можно написать, учитывая, что в решение войдут только симметричные относительно оси сферические функции (полиномы Лежандра):

где амплитудные коэффициенты. Граничные условия отдельно для каждого имеют вид:

Из этих уравнений найдем

Здесь все функции без черты наверху и с чертой наверху берутся соответственно от аргументов

Используя приближенные значения определим величины первых коэффициентов при условиях (длинные волны):

Выполняя операции, указанные формулами (9,24), получим:

Величины представляют адиабатические модули объемной упругости внешней и внутренней среды. Тогда

Для жесткой сферы и для получим выражение

которое получится также и из формулы (9,5).

Если

то

Условие (9,27), как будет показано далее, соответствует малости частоты по сравнению с резонансной частотой пульсационных колебаний сферы. С той же степенью приближения, как и в соотношении (9,25), получим:

Таким образом, коэффициенты содержат множитель а коэффициент — множитель т. е. величину на два порядка меньшую, чем Очевидно, при соблюдении условий рассеянная волна определяется в основном членами 0-го и 1-го порядка и по формулам (9,22), (9,26) и (9,28) найдем:

На далеких расстояниях

Рассеянная волна от гибкой сферы, как и в случае жесткой сферы, представляет в основном сумму излучений 0-го и 1-го порядка, но с иным соотношением компонент.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru