§ 92. Монопольный приемник
Излучателю-монополю можно сопоставить приемник-монополь, реагирующий на падающую на него волну независимо от направления прихода волны. Такой «ненаправленный» приемник можно осуществить, например, пользуясь каким-либо пьезоэлектрическим кристаллом, реагирующим на всестороннее сжатие. Если кристалл очень мал по сравнению с длиной волны звука, то его можно считать находящимся в одаородном поле давлений, так что разность потенциалов, снимаемая с обкладок пьезокристалла, зависит только от амплитуды приходящего давления, но не от направления прихода волны. Поэтому приемник-монополь можно назвать приемником давления. В стоячей волне он зарегистрирует давление в том месте, куда он помещен; максимальное
показание будет в пучности, минимальное — в узле давления. В бегущей волне показания такого приемника одинаковы в любой точке.
При помощи приемника давления можно установить наличие и определить величину звукового поля давления, но нельзя установить направление на источник звука и даже выяснить, один ли источник создает давление в данной точке или несколько.
Монопольные излучатели и приемники оказываются в большинстве случаев тесно связанными по своей физической природе. Каждый линейный монополь-излучатель может работать в качестве монопольного приемника и обратно. Свойство линейности поясним на примере электроакустических излучателей и приемников. Линейный монополь-излучатель — это монополь, приводимый в действие электрическим генератором, причем на каждой данной частоте объемная скорость монополя пропорциональна приложенному напряжению. Линейный монополь-приемник — это монополь, в котором возбуждаемое на клеммах электрическое напряжение пропорционально падающему на приемник звуковому давлению.
Оказывается; что линейные излучатели и приемники обратимы: если, например, на клеммы электромеханического приемника подать электрическое напряжение, то он начнет работать как излучатель, а если излучатель поместить в звуковое поле, отсоединив его от электрического генератора, то на его обкладках будет генерироваться электрическое напряжение. Эта обратимость — частный случай обратимости всякого линейного электромеханического (и не только электромеханического) устройства: так же ведут себя всякие электромоторы и электрогенераторы. По существу, излучатель можно рассматривать как электромотор, с той разницей, что он осуществляет не вращательное, а колебательное движение; приемник же можно рассматривать как электрогенератор переменного тока. Так же обратим и пьезоэлектрический приемник: при подаче на него переменного тока он, в результате обратного пьезоэлектрического эффекта, будет в такт с изменением напряжения изменять свой объем, т. е. работать как излучатель.
Свойство обратимости и далеко идущая аналогия в излучательных свойствах и приемных свойствах одинаковых по своей схеме излучателей и приемников сохраняются и для более сложных типов этих устройств.
