Реферат: Ультразвук Энергия упругих колебаний
при k=const иλ=const U=C=CЗ .
Рисунок 1-Изменение одиночного импульса при распространении в среде.
Отношение давления к колебательной скорости называют удельным (волновым) акустическим сопротивлением.
(8)
где ρ – плотность среды;
С – скорость звука в этой среде.
Волновое сопротивление представляет собой активное сопротивление, на котором рассеиваются удельная акустическая мощность, т.е. энергия, уносимая волной за 1 с, через 1 м. В безграничных газовых и жидких средах возможно существование только продольных волн.
В отличии от жидкостей и газов, которые обладают только упругостью объема, твердые тела имеют упругость объема и формы.
Напряженное состояние твердого тела описывается тензором напряжений, который содержит нормальные и касательные (сдвиговые) составляющие напряжений. Наличие сдвиговых напряжений, обуславливает распространение в твердых телах, кроме продольных, также сдвиговых волн.
Рисунок 2 – Образование продольных (а) и сдвиговых (б) волн в твердых телах.
При нормальном падении бегущей волны на плоскую поверхность возникает интерференционная картина, так называется стоячая волна . Стоячая волна есть суперпозиция двух бегущих волн:
(9)
Стоячая волна характеризуется наличием плоскостей узлов и пучностей волны, фиксированных в пространстве параллельно отраженной границе.
При этом максимальная амплитуда соответствует амплитуде деформации и наоборот. Узлы (нулевые значения) деформации совпадают с пучностями (максимальными значениями) смещения.
Образования стоячих волн возможно на любой частоте f, при этом только смещаются пучности и узлы в пространстве.
Рисунок 3 – Образование стоячих волн.
Величина, характеризующая долю отраженной волны по скорости называется коэффициентом стоячей волны.
(10)
где Fотр – сила отраженной волны;
Рпад – сила падающей волны;
Z1 , Z2 – волновые сопротивления 1–ой и 2 – ой сред.
Коэффициент бегущей волны – характеризует соотношение между бегущей и стоячей (отраженной волной)
(11)
2. Энергия упругих колебаний
При распространении плоской продольной волны элемент массы среды Δm0 = ρ0 ΔV совершает движение вдоль направления распространения волны. При этом его кинематическая энергия
