Рыбопромысловая гидроакустика. Карлик Я.С - 39 стр.

стью, и сжимаемостью от воды. Поэтому он будет создавать рассеяние
дипольного типа из-за поступательных колебаний относительно воды
и монопольного типа из-за пульсаций в воде. Колебания пузырька под
действием сил падающей на него звуковой волны – это вынужденные ко-
лебания, амплитуда которых существенно зависит от соотношения часто-
ты w падающей волны и собственной частоты w0 радиальных пульсаций
пузырька. Максимум амплитуды пульсаций, следовательно, и максимум
рассеянной пузырьком волны будет при w = w0 (явление резонанса).
    Количественно рассеяние звуковых волн неоднородностями среды
принято оценивать отношением мощности Pas рассеянной волны к интен-
сивности Ii падающей волны. Это отношение имеет размерность площади,
поэтому его называют сечением рассеяния σ:

                                        Pas
                                  σ=        .                          (2.51)
                                         Ii

    Более подробно теория рассеяния акустической волны на морских
неоднородностях будет рассмотрена ниже. В случае газового пузырька,
если длина волны много больше его диаметра (λ >> d), что в технической
гидроакустике практически всегда выполняется, то сечение рассеяния пу-
зырька в воде можно вычислить достаточно точно по формуле [19]:

                                          πd 2
                     σ=                                            ,   (2.52)
                           [( w / w0 ) 2 − 1]2 + (dw02 / 2c1w) 2

где с1 − скорость звука в газе, заполняющем пузырек.
    Из выражения (2.52) следует, что для частот w << w0 сечение рассея-
ния пузырька будет близко к нулю, так как знаменатель окажется много
больше числителя.
    В режиме резонансных колебаний, когда w << w0 , сечение рассеяния
пузырька будет определяться выражением:
                            σ = 4πс12/w02 = λ12/π,                     (2.53)
где λ1 – длина волны в газе, заполняющем пузырек.
     Резонансная частота радиальных пульсаций газового пузырька в воде
определяется его диаметром и глубиной моря h [19]:
                                   3,27
                           w0 = 4π         (1 + 0,1h) .                (2.54)
                                    d
    Из формулы (2.54) следует, что при d = 0,0001 м резонансная частота
радиальных пульсаций пузырька в поверхностных слоях морской воды
будет равна 65,4 кГц (w0 = 4,1 · 105 c-1). Тогда, беря в среднем c = 340 м/с,
из формулы (2.53) получим, что σ = 8,6 · 10-6 м2. Геометрическое попереч-

                                       39