Рыбопромысловая гидроакустика. Карлик Я.С - 44 стр.

тельной скорости и акустического давления, соответственно называются
узлами скорости и давления.
    Определим величину интенсивности звука в стоячей волне следую-
щим выражением [4]:
                       Τ             Τ
                   1             1                  ⎛     π⎞
                   Τ ∫ CΤ C Τ
          I CΤ =      p v dt = ∫ pmCΤ vmCΤ sinwtsin ⎜ wt − ⎟dt = 0.
                       0
                              Τ      0              ⎝     2⎠

     Как следует из данного выражения, в стоячей волне звуковая энергия
не распространяется.
     В реальных условиях отражательная поверхность не является абсо-
лютно жесткой и отражается часть падающей энергии. Кроме того, проис-
ходит потеря энергии при распространении звука. Поэтому имеем
vm1 > vm2 и pm1 > pm2. Следовательно, в пучностях стоячей волны амплитуды
pmст и vmст меньше удвоенных величин амплитуд колебательной скорости
и акустического давления в бегущей волне, а в ее узлах значение тех же ве-
личин больше нуля. Таким образом, при отражении нормально падающей
волны результирующая волна состоит из стоячей и бегущей (обратной),
амплитуда которой определяется разностями vm1 − vm2 и pm1 − pm2.


           3.2. Отражение и преломление акустических волн

     Если на пути распространения акустической волны встречается среда с
иными акустическими свойствами, то часть звуковой энергии отражается от
границы раздела этих сред, а остальная, преломляясь, проникает в другую
среду. Явление отражения и преломления можно объяснить, пользуясь
принципом Гюйгенса – Френеля. Сущность этого принципа, высказанного
Х. Гюйгенсом и дополненного Ж. Френелем, заключается в том, что любая
точка волнового поля, подверженная воздействию первичной волны, стано-
вится источником излучения элементарных сферических волн. В результате
интерференции множества таких элементарных волн образуется результи-
рующая волна, максимальная интенсивность которой направлена по лучу.
     Допустим, что на границу раздела двух сред падает плоская волна (рис.
3.1а). Так как лучи падают наклонно, то достигают они точек 1, 2, 3 и 4 неод-
новременно. Первой подвергается воздействию первичной падающей волны
точка 1, и она становится источником сферических волн. Затем поочередно
излучателями сферических волн становятся 2, 3, 4 и другие точки. Излучае-
мые ими колебания распространяются в обеих средах, но с неодинаковой
скоростью в связи с различием физических свойств смежных слоев воды. К
моменту падения крайнего луча в точку 4 колебания из точек 1−3 распро-
странились на различные расстояния, наибольшее из которых соответствует
"излучателю" – точке 1. В результате интерференции этих сферических волн

                                         44