Значение волновод акустический в большой советской энциклопедии, бсэ. Физический энциклопедический словарь - волновод акустический

Другими средами условия для преимущественного распространения акустических волн в определённом направлении. Распространение звука вдоль акустического волновода происходит с ослаблением меньшим, чем в неограниченной однородной среде. Искусственные акустические волноводы - это 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 слоистой неоднородностью среды (например, подводный звуковой канал в океане).

Единственный вид волн, распространяющихся в акустическом волноводе 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 в акустическом волноводе может существовать бесконечный дискретный набор нормальных волн, различающихся фазовой скоростью и числом узловых линий звукового поля в поперечном направлении: каждой нормальной волне приписывают номер, равный числу этих линий. Распространение нормальной волны в акустическом волноводе характеризуется дополнительной дисперсией скорости звука. Фазовая скорость нормальных волн ненулевого номера всегда больше, а групповая скорость меньше, чем скорость звука с в неограниченной среде. С увеличением частоты первая убывает, а вторая растёт и обе стремятся асимптотически к с. Для каждой нормальной волны номера i имеется своя частота, называемая критической ω i κρ , тем большая, чем выше номер волны. Ниже этой частоты данная нормальная волна и все волны высших номеров не распространяются. В акустическом волноводе любую свободную гармоническую волну можно представить в виде суперпозиции нормальных волн разных номеров той же частоты. При заданной частоте распространяется только конечное число нормальных волн низших номеров.

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. В частности, в них возможны нормальные волны с комплексными волновыми числами. В ультразвуковой технологии твердотельными акустическими волноводами называются также всякие устройства типа звукопроводов (стержни, концентраторы), служащие для передачи колебательной энергии на некоторое расстояние от источника или для введения колебательной энергии в какую-либо среду.

Лит.: Ржевкин С. Н. Курс лекций по теории звука. М., 1960. Гл. 6; Физическая акустика / Под редакцией У. Мэзона. М., 1966. Т. 1. Ч. А; Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. 2-е изд. М., 1973; Исакович М.А. Общая акустика. М., 1973.

волновод акустический

ВОЛНОВОД АКУСТИЧЕСКИЙ

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 каналы, возникающие за счёт резкой разницы свойств самих внешней и внутренней сред (стержни, струны и т.п.); во всех этих случаях поток энергии во внешнюю среду, как правило, незначителен и им можно пренебречь.

В. а. возникают также в сплошных неоднородных средах, когда резких границ не существует, а имеет место плавный переход между свойствами среды внутри и вне канала. Такие В. а. наблюдаются в атмосфере и океане в виде слоёв, отличающихся внутри и снаружи по температуре. В этих случаях поток энергии через "стенки" заметен, но всё же мал, так что основная часть энергии распространяется вдоль В. а. (см. Гидроакустика).

Примером В. а. с резкими границами служат трубы с совершенно жёсткими стенками, через которые акустическая энергия вовсе не проникает. Если размеры сечения трубы малы по сравнению с длиной звуковой волны, распространяющейся в В. а. (переговорные трубы на судах), то распространение звука в трубе можно представить в виде одномерной плоской волны. Когда размеры сечения трубы сравнимы или значительно больше длины волны, явление более сложно. В случае податливых стенок (воздуховод в виде резиновой трубки или водовод), хотя и имеется сток энергии через границы, в общем характер распространения волн остаётся сходным с предыдущим. В В. а., представляющих упругую твёрдую среду, явления осложняются наличием двух видов волн: сжатия и сдвига. В атмосфере и океане большую роль играют В. а., в которых распространение звука во многом аналогично распространению электромагнитных волн в атмосферных радиоволноводах. Влияние поверхности и дна моря в ряде случаев приводит к тому, что море можно рассматривать как В. а. В океане и атмосфере из-за изменения температуры и плотности воды (в океане и море с глубиной) и воздуха (в атмосфере с высотой) образуются естественные В. а. Звуковые колебания могут распространяться в таких каналах на расстояния порядка сотен и тысяч км. В частности, наличием глубоководного канала объясняется сверхдальнее распространение звука в океане.

Лит.: Бреховских Л. М., Волны в слоистых средах, М., 1957, гл. 5, 6; его же, Распространение звуковых и инфразвуковых волн в природных волноводах на большие расстояния, "Успехи физических наук", 1960, т. 70, в. 2, с. 351-60.

Л. М. Лямшев.

Большая советская энциклопедия, БСЭ. 2012

Смотрите еще толкования, синонимы, значения слова и что такое ВОЛНОВОД АКУСТИЧЕСКИЙ в русском языке в словарях, энциклопедиях и справочниках:

• ВОЛНОВОД
  
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Медицинских терминах:
  (греч. akustikos) слуховой; относящийся к …
• ВОЛНОВОД
  канал, имеющий резкие границы, по которому распространяются волны. Для звуковых волн - труба, стержень или струна (см. Волновод акустический). …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
  относящийся к акустике (см. это сл.), отвечающий требованиям ее. Акустически построенным называют зал, предназначенный для концертов и собраний, когда со …
• ВОЛНОВОД в Современном энциклопедическом словаре:
  
• ВОЛНОВОД в Энциклопедическом словарике:
  устройство, канал, вдоль которых могут распространяться волны - акустические (в акустическом волноводе), электромагнитные (в радиоволноводах, световодах), сейсмические (в природных средах) …
• ВОЛНОВОД
  ВОЛНОВ́ОД, канал, имеющий резкие границы, вдоль к-рого распространяются эл.-магн. (радиоволновод) или звуковые (акустич. В.) волны. Радиоволноводом может служить металлич. труба, …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Большом российском энциклопедическом словаре:
  АКУСТ́ИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ, метод геофиз. исследований в скважинах, осн. на изучении акустич. свойств горн. пород (скоростей распространения и затухания упругих волн), …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Большом российском энциклопедическом словаре:
  АКУСТ́ИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. Н.Н. Андреева РАН (АКИН), созд. в 1953 в Москве. Теоретич. и эксперим. исследования в области акустики, ультразвука …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Большом российском энциклопедическом словаре:
  АКУСТ́ИЧЕСКИЙ ИМПЕДАНС, комплексное сопротивление, к-рое представляет собой отношение комплексной амплитуды звук. давления к амплитуде объёмной колебательной скорости. Вводится при рассмотрении …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Большом российском энциклопедическом словаре:
  "АКУСТ́ИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ", науч. журнал РАН, с 1955, Москва. Учредитель (1998) - Отделение общей физики и астрономии РАН. 6 номеров в …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Большом российском энциклопедическом словаре:
  АКУСТ́ИЧЕСКИЙ ДАЛЬНОМЕР, гидроакустич. прибор для определения расстояний до подвод. объектов. Действие А.д. осн. на определении времени, к-рое затрачивает излученный им …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Большом российском энциклопедическом словаре:
  АКУСТ́ИЧЕСКИЙ ВЕТЕР (звуковой ветер), регулярное течение среды (жидкости, газа), образующееся в звуковом поле большой интенсивности. При интенсивности звука ок. 100 …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Энциклопедии Брокгауза и Ефрона:
  ? относящийся к акустике (см. это сл.), отвечающий требованиям ее. Акустически построенным называют зал, предназначенный для концертов и собраний, когда …
• ВОЛНОВОД
  волново"д, волново"ды, волново"да, волново"дов, волново"ду, волново"дам, волново"д, волново"ды, волново"дом, волново"дами, волново"де, …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Полной акцентуированной парадигме по Зализняку:
  акусти"ческий, акусти"ческая, акусти"ческое, акусти"ческие, акусти"ческого, акусти"ческой, акусти"ческого, акусти"ческих, акусти"ческому, акусти"ческой, акусти"ческому, акусти"ческим, акусти"ческий, акусти"ческую, акусти"ческое, акусти"ческие, акусти"ческого, акусти"ческую, акусти"ческое, акусти"ческих, …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Словаре лингвистических терминов:
  (от греч. akustikos — слуховой). Относящийся к слуховому восприятию. Акустическая сторона звуков …
• ВОЛНОВОД в словаре Синонимов русского языка.
• АКУСТИЧЕСКИЙ в словаре Синонимов русского языка:
  звуковой, слуховой, ультраакустический, …
• ВОЛНОВОД
  
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Новом толково-словообразовательном словаре русского языка Ефремовой:
  прил. 1) Соотносящийся по знач. с сущ.: акустика (1), связанный с ним. 2) а) Соотносящийся по знач. с сущ.: акустика …
• ВОЛНОВОД в Словаре русского языка Лопатина:
  волнов`од, …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Словаре русского языка Лопатина.
• ВОЛНОВОД в Полном орфографическом словаре русского языка:
  волновод, …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Полном орфографическом словаре русского языка.
• ВОЛНОВОД в Орфографическом словаре:
  волнов`од, …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Орфографическом словаре.
• ВОЛНОВОД
  канал, имеющий резкие границы, вдоль которого распространяются электромагнитные (радиоволновод) или звуковые (акустический волновод) волны. Радиоволноводом может служить металлическая труба, диэлектрический …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Толковом словаре русского языка Ушакова:
  акустическая, акустическое. Прил. к акустика. Акустические …
• ВОЛНОВОД
  волновод м. Устройство в виде канала, трубы, стержня и т.п., предназначенное для распространения звуковых или электромагнитных …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Толковом словаре Ефремовой:
  акустический прил. 1) Соотносящийся по знач. с сущ.: акустика (1), связанный с ним. 2) а) Соотносящийся по знач. с сущ.: …
• ВОЛНОВОД
  м. Устройство в виде канала, трубы, стержня и т.п., предназначенное для распространения звуковых или электромагнитных …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Новом словаре русского языка Ефремовой:
  прил. 1. соотн. с сущ. акустика 1., связанный с ним 2. соотн. с сущ. акустика 2., связанный с ним отт. …
• ВОЛНОВОД
  м. Устройство в виде канала, трубы, стержня и т.п., предназначенное для распространения звуковых или электромагнитных волны …
• АКУСТИЧЕСКИЙ в Большом современном толковом словаре русского языка:
  прил. 1. соотн. с сущ. акустика, связанный с ним 2. Свойственный акустике [ акустика 2.], характерный для …
• КОНЦЕНТРАТОР АКУСТИЧЕСКИЙ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  акустический, устройство для увеличения интенсивности звука. Известны фокусирующие и волноводные К. а. Фокусирующие К. а. выполняются обычно либо в …
• ЗОНД АКУСТИЧЕСКИЙ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  акустический, устройство для измерения звукового давления в заданной точке звукового поля, обеспечивающее минимальные искажения поля, вызванные самим процессом измерения. …
• АТМОСФЕРНЫЙ ВОЛНОВОД в Большом энциклопедическом словаре:
  
• ФИЛЬТР АКУСТИЧЕСКИЙ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  акустический, устройство для выделения определённой полосы частот из сложного звука; является акустическим аналогом электрического фильтра. Простейший Ф. а. v …
• РЕЗОНАТОР АКУСТИЧЕСКИЙ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  акустический, резонатор Гельмгольца, сосуд, сообщающийся с внешней средой через небольшое отверстие или трубку, называемую горлом Р. а. Характерная особенность Р. …
• РАДИОМЕТР АКУСТИЧЕСКИЙ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  акустический, прибор для измерения давления звукового излучения (радиационного давления звука) и в конечном счёте - ряда важнейших характеристик звукового …
• ИМПЕДАНС АКУСТИЧЕСКИЙ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  акустический, комплексное сопротивление, которое вводится при рассмотрении колебаний акустических систем (излучателей, рупоров, труб и т. п.). И. а. представляет собой …
• ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОД в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  волновод, радиоволновод, состоящий целиком из диэлектрических материалов (полиэтилена, полистирола и …
• АТМОСФЕРНЫЙ ВОЛНОВОД в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  волновод, слой воздуха, непосредственно примыкающий к поверхности Земли или приподнятый над ней, который отклоняет распространяющиеся в нём радиоволны к поверхности …
• АТМОСФЕРНЫЙ ВОЛНОВОД в Современном толковом словаре, БСЭ:
  слой воздуха у поверхности Земли, который, отклоняя распространяющиеся радиоволны, направляет их вдоль Земли. Атмосферный волновод образуется, если температура убывает с …
• ОЗНАЧАЮЩЕЕ в Словаре постмодернизма:
  - чувственно воспринимаемая сторона знака, относящаяся к плану выражения. Стоики использовали термин "semainomenon", тогда как в средневековой логике и философии …
• УСКОРИТЕЛИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  заряженных частиц - устройства для получения заряженных частиц (электронов, протонов, атомных ядер, ионов) больших энергий. Ускорение производится с помощью электрического …
• ТРОЙНИК (В ТЕХНИКЕ СВЧ) в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  в технике СВЧ, Т-образный соединитель, отрезок радиоволновода, имеющий ответвления в одном либо нескольких направлениях. В простейшем Т. к основному …
• СССР. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  науки Математика Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. …

измерения, измерения величин, характеризующих свойства диэлектриков в постоянном и переменном электрических полях. К Д. и. относятся измерения диэлектрической проницаемости e …
• ГУТЕНБЕРГА СЛОЙ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
  слой, сейсмический волновод, слой пониженных скоростей сейсмических волн в верхней мантии Земли. Назван по имени Б. Гутенберга, обнаружившего существование …
• СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ ДИАПАЗОН: СХЕМНЫЕ КОМПОНЕНТЫ в Словаре Кольера:
  К статье СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ ДИАПАЗОН Коаксиальные кабели и волноводы. Для передачи электромагнитных волн СВЧ-диапазона не через эфир, а по металлическим …
• ГИДРОЛОКАТОР: ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗВУКА В МОРСКОЙ ВОДЕ в Словаре Кольера:
  К статье ГИДРОЛОКАТОР Поглощение. Энергия звуковой волны в морской воде постепенно убывает из-за ее поглощения, обусловленного в основном двумя процессами: …

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 меньшим ослаблением, нежели 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 бо́льшей 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.

Акустический волновод - это участок среды, который ограничен в одном или двух направлениях стенками или другими средами. Благодаря этому уменьшается расхождение волн в стороны, в итоге звук распространяется вдоль участка с меньшим ослаблением, чем в неограниченной однородной среде.

Виды:

Искусственные акустические волноводы обычно являются трубами, ограниченными звуконепроницаемыми стенками (например, органные трубы, вентиляционные каналы, туннели). Естественные акустические волноводы - это обычно слои среды. К примеру, для низких частот звука океан является волноводом в виде слоя воды, который ограничен с одной стороны грунтом, а с другой стороны - свободной поверхностью воды. Акустический волновод бывает образован вертикальной слоистой неоднородностью среды (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 бо́льшей скоростью звука, как бы отражаясь от этих слоев (см. Гидроакустика). В отличие от труб, где звук распространяется прямолинейно (вдоль оси трубы), звук в слое может также распространяться в виде цилиндрически расходящихся или сходящихся волн.

Свойства:

В акустических волноводах со слоисто-неоднородной средой, также бывают дискретные наборы нормальных волн с подобными свойствами. При слоистой неоднородности среды, которая заполняет 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.