|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Сферические волны |
 | |
Анимация
Описание
Для сферической волны потенциал j и другие величины, характеризующие волновое движение среды (смещение, скорость смещения) зависят только от времени и расстояния r от некоторой точки пространства, называемой центром волны. Сферические волны возбуждаются в однородной и изотропной среде точечным источником - колеблющимся телом, размеры которого малы по сравнению с расстоянием до рассматриваемых точек среды.
Волновое уравнение для продольной сферической волны:
(1/r2)д(r2дj/дr)/дr = (1/c2) д2j/дt2. (1)
Общее решение (1) имеет вид:
j = (1/r)f1(ct - r)+(1/r)f2(ct + r), (2)
где f1 и f2 - произвольные функции, причем первое слагаемое (2) описывает потенциал для расходящейся сферической волны, а второе - потенциал для сферической волны, сходящейся к центру.
При распространении сферической волны ее волновые поверхности (геометрическое место точек среды, в которых фаза волны в рассматриваемый момент времени имеет одно и то же значение) представляют собой систему концентрических сфер (рис. 1).
Волновые поверхности сферической волны
Рис. 1
Уравнение расходящейся синусоидальной сферической волны имеет вид:
j=(a0/r)sin(wt - kr + y0), (3)
где y0 - начальная фаза колебаний источника волн;
r - расстояние от источника;
а0 - амплитуда колебаний в точках среды, находящихся на расстоянии r0=1;
w - циклическая частота.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Излучающие сферические волны устройства типа пульсирующей сферы могут быть использованы в гидроакустике для обеспечения навигации, морской связи и т.п.
Реализации эффекта
Техническая реализация эффекта
Для генерирования сферической волны применяют излучатели типа пульсирующей сферы (излучатели нулевого порядка). Одним из вариантов технической реализации такого излучателя является упругая сферическая оболочка, заполняемая воздушно-газовой смесью, погруженная в жидкость (воду). При воспламенении смеси (например, с помощью электрической искры), оболочка совершает ряд циклов расширения-сжатия; при этом в воде распространяется сферическая волна.
Литература
1. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике.- М.: Наука, 1979.
1. Ультразвук / Под ред. И.П. Голяминой.- М.: Советская Энциклопедия, 1979.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |
