 | Плоские волны |  |
Волны, зависящие от одной пространственной координаты
Анимация Описание В плоской волне всем точкам среды, лежащим в любой плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, в каждый момент времени соответствуют одинаковые смещения и скорости частиц среды. Таким образом, все величины, характеризующие плоскую волну, являются функциями времени и только одной координаты, например, х, если ось Ох совпадает с направлением распространения волны. Волновое уравнение для продольной плоской волны имеет вид: д2j/дx2 = (1/c2)д2j/дt2. (1) Его общее решение выражается следующим образом: j = f1(ct - x)+f2(ct + x), (2) где j - потенциал или другая величина, характеризующая волновое движение среды (смещение, скорость смещения и т.д.); с - скорость распространения волны; f1 и f2 - произвольные функции, причем первое слагаемое (2) описывает плоскую волну, распространяющуюся в положительном направлении оси Ох, а второе - в противоположном направлении. Волновые поверхности или геометрические места точек среды, где в данный момент времени фаза волны имеет одно и то же значение, для ПВ представляют собой систему параллельных плоскостей (рис. 1). Волновые поверхности плоской волны 
Рис. 1 В однородной изотропной среде волновые поверхности плоской волны перпендикулярны к направлению распространения волны (направлению переноса энергии), называемому лучом. Временные характеристики Время инициации (log to от -10 до 1); Время существования (log tc от -10 до 3); Время деградации (log td от -10 до 1); Время оптимального проявления (log tk от -3 до 1). Диаграмма: 
Технические реализации эффекта Техническая реализация эффекта Строго говоря, ни одна реальная волна не является плоской волной, т.к. распространяющаяся вдоль оси x плоская волна должна охватывать всю область пространства по координатам y и z от -Ґ до +Ґ. Однако во многих случаях можно указать ограниченный по y, z участок волны, на котором она практически совпадает с плоской волной. Прежде всего это возможно в однородной изотропной среде на достаточно больших расстояниях R от источника. Так, для гармонической плоской волны фаза во всех точках плоскости, перпендикулярной направлению ее распространения, одна и та же. Можно показать, что всякую гармоническую волну можно считать плоской волной на участке шириной r << (2Rl)1/2. Применение эффекта Некоторые волновые технологии являются наиболее эффективными именно в приближении плоских волн. В частности, показано, что при сейсмоакустических воздействиях (с целью повышения нефте- газоотдачи) на нефтяные и газовые пласты, представленные слоистыми геологическими структурами, взаимодействие прямых и переотраженных от границ слоев плоских волновых фронтов приводит возникновению стоячих волн, инициирующих постепенные перемещение и концентрацию углеводородных флюидов в пучностях стоячей волны (см. описание ФЭ «Стоячие волны»). 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. 3. Жуков И.В. Особенности сейсмоакустического воздействия на пласт в режиме стоячей волны // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море.- М.: ВНИИОЭНГ, 1997.- №6.- С.29-34. |