Прохождение звука через границу сред разной плотности

При переходе из среды с одной плотностью и скоростью распространения в другую с другой плотностью и скоростью акустическая волна, как и всякая волна претерпевает частичное отражение, а прошедшая волна отклоняется по направлению от исходной. При лучевом подходе к описанию акустических характеристик океана обычно полагается, что последний разделен на слои, в которых плотность воды и скорость распространения звука постоянны. Важно также знать особенности прохождения звука через поверхность океана и его дно, поскольку во многих случаях акустическая волна доходит до этих границ.

Чтобы охарактеризовать трансформацию акустической волны на границе раздела двух сред с r1 и С1, в одной из них и r2 и С2 в другой среде обычно исходят из представления о плоской волне, луч которой поступает под углом падения a1 к границе слоев (рис. 8.4).

Рис.8.4. Схема отражения и преломления акустического луча на границе раздела слоев с различными плотностями и скоростями распространения.

Акустическое давление исходной волны Р1 на границе частично отражается под тем же самым углом a1 ’ на величину P1 ’, а остальная часть давления P 2 проходит во второй слой, отклоняясь на угол a2. На границе (z = 0) должны выполняться условия

Р₁ + Р’₁= P₂ (8.49)

(8.50)

Это означает, что на границе отсутствует разрыв акустического давления и гидростатического ускорения.

В случае подхода акустической волны к плоской границе раздела океан-атмосфера оказывается, что акустическое давление практически из воды в воздух не переходит, а

все отражается обратно. Отражение акустической волны от дна и прохождение ее в грунт

происходит иначе, чем на граница океан-атмосфера. Это обусловлено тем, что в грунте возникает не только продольная, но и поперечная волна.

Дата добавления: 2015-09-05