Составители:
Рубрика:
419
z
z
c
x
à
á
q
0
Рис. 17.5. Образование каустики в плоско-слоистой среде
в случае плоского (а) и выпуклого (б) начального фронта
волны.
(рис. 17.5,б).
Искривление лучей из-за неоднородности среды носит название ре-
фракции. Явление рефракции играет большую роль при распро стране-
нии радиоволн, акустических волн в океане, волн в плазме и во многих
других приложениях. Приведем несколько примеров.
Рассмотрим распространение звуковых волн в атмосфере при наличии
градиента температуры [11]. Пусть температура воздуха меняется с высо-
той по закону T (z). Тогда скорость звука c(z) меняется в соответствии с
формулой
c(z) =
s
γ
P
ρ
=
p
γRT (z) ,
где R — газовая постоянная, γ = c
p
/c
v
. Показатель преломления в зави-
симости от высоты равен n(z) = c
0
/c =
p
T
0
/T . По закону Снеллиуса
cos θ = cos θ
0
r
T
T
0
. (17.28)
Если, как это обычно бывает при нормальных условиях, температура
уменьшается с высотой, т.е. T
0
(z) < 0, угол наклона звукового луча к
горизонтали увеличивается — он отклоняется вверх. Иногда может воз-
никнуть противоположная ситуация, когда температура увеличивается с
высотой. Та кое наблюдае тся, например, вечером в тихую погоду над по-
верхностью реки. В этом случае звуковые лучи отклоняются вниз, обес-
печивая усиление волны в горизонтальном направлении. Именно рефрак-
цией объясняется тот факт, что вечером даже тихий разговор в лодке
можно услышать на большом расстоянии.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 417
- 418
- 419
- 420
- 421
- …
- следующая ›
- последняя »
