лінза акустична

РЕАЛЬНА ФІЗИКА

Глосарій з фізики

Лінза акустична - пристрій, що здійснює фокусування звуку за допомогою зміни довжини шляху, що проходить в ньому акустич. хвилею. і заломлення звуку на його граничних поверхнях. Подібно оптич. лінз Л. а. обмежені двома робочими поверхнями і виконуються з матеріалу, швидкість звуку в к-ром с2 відмінна від швидкості звуку в навколишньому середовищі c1. Вони можуть бути виготовлені з твердих речовин, рідин або газів; в останніх двох випадках рідина або газ укладають в оболонку, к-раю повинна бути досить тонкою, щоб забезпечити макс. проходження енергії і незначит. доповнить. відхилення променів при ламанні. Л. а. бувають плоско-опуклими, плоско-увігнутими, двоопуклими, двояковогнутого і опукло-увігнутими. Л. а. утворюють сходяться хвильові фронти, наз. які збирають, або фокусирующими, а розходяться - розсіюючими. Залежно від значення показника заломлення для звукових хвиль п = с1 / с2 Л. а. наз. уповільнюють при і прискорюють прі. При виборі матеріалу для Л. а. прагнуть до того, щоб його хвильовий опір мінімально відрізнялося від хвильового опору навколишнього середовища, а також - щоб коеф. поглинання звуку в матеріалі лінзи на робочій частоті був малий.

Мал. 1. Збирають акустичні лінзи: а - замедляющая; б - прискорює; - сходиться хвильовий фронт; f - фокусна відстань; - кут розкриття фронту; - поточний кут; F - фокус.

Плоско-еліптична прискорює (рис. 1, б) і плоско-гіперболічна замедляющая (рис. 1, а) Л. а. застосовуються для концентрації енергії плоскої хвилі. розповсюджується в напрямку акустич. осі. Для отримання звукових зображень, напр. в систе-

мах звуковидения з метою зменшення аберації, застосовують Л. а. зі сферич. заломлюючої поверхнею. Прискорюють Л. а. дають менші сферич. аберації, ніж уповільнюють. Плоско-гіперболічна прискорює і плоско-еліптична замедляющая Л. а. є розсіюючими. Такі Л. а. вживаються для створення рівномірних УЗ-полів в більшій частині простору при використанні випромінювачів малих розмірів.

Осн. параметр Л. а - фокусна відстань f. Для плоско-сферич. Л. а. в разі параксіального пучка променів де Rкр - радіус кривизни заломлюючої поверхні. Для збирає Л. а. коеф. посилення звукового тиску До істотно залежить від коеф. поглинання УЗ-хвиль в матеріалі Л. а. напр. для Л. а. зі сферич. заломлюючої поверхнею

де l - товщина Л. а. - коеф. посилення тієї ж Л. а. за відсутності втрат.

Мал. 2. Неоднорідна лінза Люнеберга.

Фокусують Л. а. можуть створюватися шляхом плавного безперервної зміни п матеріалу - т. зв. неоднорідні Л. а. До них відносяться сферич. або циліндричні. лінзи Люнеберга (рис. 2) радіуса а. для якої n (r) = (r-відстань від центру або осі). Осн. властивість такої Л. а. полягає в тому, що плоска хвиля, що падає на неї з будь-якого напрямку, збирається у фокусі на її поверхні.

Коеф. проходження звукової хвилі через звичайну Л. а. з плавним зміною профілю (рис. 1) залежить від її товщини l. досягаючи максимуму при l = (п = 0, 1, 2.) і мінімуму при l = (2п - 1) де - довжина УЗ-хвилі в матеріалі лінзи. Щоб забезпечити максимум проходження звукової хвилі, роблять т. Н. зональні Л. а. ступінчастою форми з товщиною ступенів, що дорівнює (рис. 3). Існують хвильове Л. а. що представляють собою набір каналів, що розрізняються по акустич. довжині шляху на В фокусі такої Л. а. відбувається синфазное складання хвиль, що пройшли через канали. Л. а. із змінною фокусною відстанню є оболонку з податливого матеріалу, напр. гуми, заповнену рідиною, з Змінюючи статич. тиск рідини всередині оболонки, можна змінювати її радіуси кривизни і тим самим - фокусна відстань.

Література по акустичним лінз

1. Канівський І. Н. Фокусування звукових і ультразвукових хвиль. М. тисяча дев'ятсот сімдесят сім.

НОВИНИ ФОРУМУ
Лицарі теорії ефіру