Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Чем больше знаешь, тем больше убеждаешься что ни чего не знаешь...

Главная

Библиотека

О клубе
ГАИ "Алтай-Космопоиск"
Путеводитель по Алтаю
Маршруты (походы)
   Туризм

X-files

Наука и технологии

Техника и приборы

Косморитмодинамика

Новости

Фотоальбомы

Видеоальбомы

Карты (треки)

Прогноз погоды

Контакты

Форум

Ссылки, баннеры

 

Наш сайт доступен

на

52 языках

 

 
Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений

 

 

Здесь

может быть ваша реклама.

 

Наука и технологии

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов "Эффективная физика"
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ы  Э  Ю  Я   По связи разделов
Гармонические волны
Гармонические волны

Анимация

Описание

Гармонические волны (ГВ) в твердых, жидких и газообразных средах возникают вследствие гармонических или синусоидальных колебаний источника (излучателя) волн. Колебания частиц среды в ГВ также являются синусоидальными с одинаковыми циклическими частотами:

 

j = a(x,y,z,t)sin[wt - a(x,y,z,)],

 

причем функции координат a и a удовлетворяют следующим дифференциальным уравнениям:

 

Da1k2a1=0;

 

Da2k2a2=0,

 

где a1=acosa;

a2 =a sina;

k = w/c - волновое число;

с - скорость волны;

w - циклическая частота;

D - оператор Лапласа.

 

Функция a(x,y,z) называется амплитудой волны, функция Ф(x,y,z,t) = wt - a(x,y,z) называется фазой волны; a(x,y,z) - начальная фаза волны.

Для ГВ справедливо уравнение Гельмгольца:

 

Dj + k2j = 0.

 

Характеристикой ГВ является длина волны l, равная расстоянию между двумя ближайшими точками среды, для которых разность фаз равна 2p:

 

l = 2p/k = cT = c/n,

 

где T = 2p/w - период волны;

n = 1/T - частота волны.

 

В большинстве случаев существующие в природе и используемые в технике упругие волны не являются ГВ за исключением ГВ, генерируемых специальными гармоническими излучателями. Однако любая произвольная волна может быть представлена в виде совокупности плоских синусоидальных волн с различными волновыми векторами, частотами, амплитудами и начальными фазами. Такое представление основано на возможности разложения периодической функции в ряд Фурье или выражения непериодической функции с помощью интеграла Фурье, а также на принципе суперпозиции волн. 

Совокупность ГВ, в результате наложения которых получается рассматриваемая волна, называется спектром, причем значения амплитуд различных частот (т.е. ГВ) спектра, образуют амплитудный спектр, а соответствующие значения фаз - фазовый спектр. Спектральное (Фурье) представление правомерно для любого негармонического, в том числе импульсного, сигнала.

Временные характеристики

Время инициации (log to от -12 до 12);

Время существования (log tc от -12 до 12);

Время деградации (log td от -12 до 12);

Время оптимального проявления (log tk от -3 до 3).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

Для генерирования ГВ используют излучатели упругих волн различных типов: пьезоэлектрические, магнитострикционные, электродинамические и т.д., принцип действия которых основан на преобразовании электрического синусоидального сигнала в также синусоидальную акустическую (упругую) волну ( см. описания ФЭ « Пьезоэлектрический эффект», «Магнитострикция»). 

Применение эффекта

Важным свойством ГВ является неизменность их формы при распространении в различных средах. Поэтому в большинстве акустических исследований и технологий измеряемыми и информативными параметрами являются именно характеристики ГВ: частота (период), длина волны, фазовая скорость, коэффициент затухания (зависящий от частоты и, следовательно, различный для разных частот ГВ). В тех случаях, когда реализация гармонического режима невозможна, например, в импульсных технологиях, для выделения гармонических составляющих из сложного сигнала используют методы спектрального анализа. 

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.

Ключевые слова

  • волна
  • гармоническая волна
  • волновое уравнение
  • волновой потенциал
  • волновое число
  • Гельмгольца уравнение
  • длина волны
  • период волны
  • синусоидальная волна
  • скорость волны
  • суперпозиция
  • фаза
  • начальная фаза
  • спектр
  • Фурье преобразование
  • амплитудный спектр
  • фазовый спектр
  • частота
  • циклическая частота

Формализованное описание Показать