Саад тотгор болон хоёр мэдээллийн хэрэгслийн зааг дахь дууны тусгал. Өрөөний акустик

ДУУ ТУСГАЛ- хоёр уян зөөвөрлөгчийн хоорондох интерфэйс дээр дууны долгион унах үед тохиолддог үзэгдэл бөгөөд интерфэйсээс ирж буй долгион ирсэн ижил орчинд тархах долгион үүсэхээс бүрддэг. Дүрмээр бол О.з. хоёр дахь орчинд хугарсан долгион үүсэх дагалддаг. O. z-ийн онцгой тохиолдол. - чөлөөт гадаргуугаас тусах. Хавтгай интерфейс дээрх тусгалыг ихэвчлэн авч үздэг боловч O. z-ийн тухай ярьж болно. хэрэв саадын хэмжээ нь дууны долгионы уртаас хамаагүй том бол дурын хэлбэрийн саад тотгороос. Үгүй бол байдаг дууны тархалтэсвэл дууны дифракци.
Ослын долгион нь мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох хил хязгаарыг хөдөлгөж, үүний үр дүнд ойсон болон хугарсан долгион үүсдэг. Тэдгээрийн бүтэц, эрч хүч нь интерфэйсийн хоёр талд, интерфэйс дээр үйлчилж буй бөөмийн хурд ба уян харимхай хүчдэл тэнцүү байх ёстой. Чөлөөт гадаргуу дээрх хилийн нөхцлүүд нь энэ гадаргуу дээр үйлчилж буй уян харимхай хүчдэлийн тэгтэй тэнцүү байхаас бүрдэнэ.
Ойсон долгион нь ирж буй долгионтой ижил төрлийн туйлшралтай эсвэл өөр туйлшралтай байж болно. Сүүлчийн тохиолдолд тусгал эсвэл хугарлын горимын хувиргалт буюу хувирлын тухай ярьдаг. Шингэн орчинд зөвхөн уртааш долгионууд байдаг тул шингэнд тархаж буй дууны долгион тусах үед л хувиргах боломжгүй юм. Дууны долгион нь хатуу биетүүдийн хоорондох интерфэйсээр дамжин өнгөрөхөд уртааш болон хөндлөн ойсон болон хугарсан долгионууд үүсдэг. O. z-ийн нарийн төвөгтэй шинж чанар. талст хил дээр явагддаг. хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл, энд ерөнхий тохиолдолд гурван задралын ойсон болон хугарсан долгион байдаг. туйлшрал.
Хавтгай долгионы тусгал. Хавтгай долгионы тусгал нь онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь ойж, хугарсан хавтгай долгион нь хавтгай хэвээр үлддэг бөгөөд дурын хэлбэрийн долгионы тусгалыг хавтгай долгионы тусгал гэж үзэж болно. Үүссэн ойсон болон хугарсан долгионы тоог зөөвөрлөгчийн уян хатан шинж чанар, акустикийн тоогоор тодорхойлно. тэдгээрт байдаг салбарууд. Хилийн нөхцлөөс шалтгаалан туссан, ойсон, хугарсан долгионы долгионы векторуудын интерфэйсийн хавтгай дээрх проекцууд хоорондоо тэнцүү байна (Зураг 1).

Цагаан будаа. 1. Хавтгай интерфэйс дэх хавтгай дууны долгионы тусгал ба хугарлын схем.

Эндээс Крымын дагуу тусгал ба хугарлын хуулиудыг дагаж мөрдөнө: 1) үзэгдлийн долгионы векторууд k. битусгасан к rба хугарсан k тдолгион ба хэвийн NN"интерфэйс нь нэг хавтгайд (туслын хавтгай) байрладаг; 2) тусгал ба хугарлын өнцгийн синусын фазын хурдтай харьцаа в би, мөн харгалзах долгионууд хоорондоо тэнцүү байна:
(загас бичээсүүд ба ойсон болон хугарсан долгионы туйлшралыг илэрхийлнэ). Долгионы векторуудын чиглэл нь дууны цацрагийн чиглэлтэй давхцдаг изотроп орчинд тусгал ба хугарлын хуулиуд нь Снелийн хуулийн ердийн хэлбэрийг авдаг. Анизотроп орчинд тусгалын хуулиуд нь зөвхөн долгионы нормуудын чиглэлийг тодорхойлдог; Хугарсан эсвэл ойсон туяа хэрхэн тархах нь эдгээр нормуудад тохирох радиаль хурдны чиглэлээс хамаарна.
Хангалттай жижиг тусгалын өнцгөөр бүх ойсон болон хугарсан долгионууд нь интерфэйсээс ирж буй цацрагийн энергийг зөөдөг хавтгай долгион юм. Гэсэн хэдий ч, хэрэв to-l-ийн хувьд хурд. хугарсан долгион илүү хурдтай в биослын долгион, дараа нь тусгалын өнцгийн хувьд том гэж нэрлэгддэг. шүүмжлэлтэй өнцөг \u003d нум, харгалзах хугарсан долгионы долгионы векторын хэвийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь төсөөлөл болж, дамжуулагдсан долгион нь өөрөө интерфэйсийн дагуу гүйж, дундын гүн рүү экспоненциалаар буурч буй нэгэн төрлийн бус долгион болж хувирдаг. 2 . Гэсэн хэдий ч эгзэгтэй өнцгөөс том өнцгөөр интерфэйс дээрх долгионы тусгал нь бүрэн тусгалд хүргэдэггүй, учир нь туссан цацрагийн энерги нь өөр туйлшралын долгион хэлбэрээр хоёр дахь орчинд нэвтэрч чаддаг.
Шүүмжтэй өнцөг нь ойсон долгионы хувьд бас байдаг, хэрэв O. z дээр байвал. горим хувиргах ба хувиргалтын үр дүнд үүссэн долгионы фазын хурд нь хурдаас их байна в биунах долгион. Илчлэх өнцгийн хувьд бага чухал. өнцөг, туссан энергийн нэг хэсэг нь туйлшрал бүхий ойсон долгион хэлбэрээр хил хязгаараас холддог; үед, ийм долгион нь нэг төрлийн бус болж, 1-ийн орчинд гүн чийгшүүлж, интерфэйсээс энерги дамжуулахад оролцдоггүй. Жишээлбэл, шүүмжлэлтэй өнцөг = нуман ( в t /c L) нь хөндлөн акустикийг тусгахад үүсдэг. долгион Тизотроп хатуу биетийн хил хязгаараас болон түүний уртааш долгион болгон хувиргах L (хамтт ба C Lнь хөндлөн ба уртааш дууны долгионы хурдууд юм).
Ойсон болон хугарсан долгионы далайц нь хилийн нөхцлийн дагуу далайцаар шугаман хэлбэрээр илэрхийлэгдэнэ. А иОптик дээрх эдгээр хэмжигдэхүүнүүд нь тохиолдлын электрон магнийн далайцаар илэрхийлэгддэг шиг ослын долгион. бүхий долгион Френель томъёо. Хавтгай долгионы тусгал нь далайцын коэффициентээр тоон тодорхойлогддог. туссан долгионы далайцыг туссан долгионы далайцтай харьцуулсан тусгал: = Далайцын коэффициент. тусгал нь ерөнхийдөө нарийн төвөгтэй байдаг: тэдгээрийн модулиуд нь abs харьцааг тодорхойлдог. далайц, үе шатууд нь туссан долгионы фазын шилжилтийг тодорхойлдог. Далайцын коэффициентийг ижил төстэй аргаар тодорхойлно. өнгөрөх Ойсон болон хугарсан долгионы хоорондох цацрагийн энергийн дахин хуваарилалт нь коэффициентээр тодорхойлогддог. Ойсон (хугарсан) болон туссан долгион дахь интерфэйсийн хэвийн цаг хугацааны дундаж энергийн урсгалын нягтын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харьцаа болох эрчмийн тусгал ба дамжуулалт:

Харгалзах долгион дахь дууны эрчмүүд хаана байна, холбоо барих орчны нягтралууд. Интерфейсэд нийлүүлж, түүнээс холддог энергийн тэнцвэр нь энергийн урсгалын хэвийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тэнцвэрт байдалд хүргэдэг.

Коэф. тусгал нь акустикаас хамаарна холбоо барих орчны шинж чанар, тусгалын өнцгөөр. Өнцгийн мөн чанар хамаарал нь эгзэгтэй байгаагаар тодорхойлогддог. өнцөг, түүнчлэн тэг тусгалын өнцөг, унах үед туйлшрал бүхий ойсон долгион үүсэхгүй.

O. h. хоёр шингэний хил дээр. Наиб. O. h-ийн энгийн зураг. хоёр шингэний хоорондох зааг дээр үүсдэг. Энэ тохиолдолд долгионы хувиргалт байхгүй бөгөөд тусгал нь толин тусгалын хууль, коэффициентийн дагуу явагддаг тусгал юм

хаана ба в 1,2 - зэргэлдээх орчинд дууны нягтрал ба хурд 1 болон 2 . Хэрэв ирж буй долгионы дууны хурд хугарсан долгионы дууны хурдаас их байвал ( -тай 1 >в 2), дараа нь шүүмжлэлтэй булан байхгүй байна. Коэф. тусгал нь бодит бөгөөд үнэ цэнээс жигд өөрчлөгддөг

утга хүртэлх интерфэйс дээрх долгионы хэвийн тусгалд R =- Бэлчээрийн өвчлөлийн хувьд 1 Хэрэв акус. эсэргүүцэл r 2 s 2 дунд 2 илүү дунд эсэргүүцэл 1 , дараа нь тусгалын өнцгөөр

коэффициент тусгал алга болж, бүх цацраг туяа орчин руу бүрэн шилждэг 2 .
1-ээс хэзээ<с 2 , возникает критический угол=arcsin (в 1 /в 2). At< коэф. отражения - действительная величина; фазовый сдвиг между падающей и отражённой волнами отсутствует. Величина коэф. отражения меняется от значения R0хэвийн уналттай R = 1 эгзэгтэйтэй тэнцүү тусгалын өнцөгт. Хэрэв акустикийн хувьд энэ тохиолдолд тэг тусгал бас тохиолдож болно медиа импеданс, урвуу тэгш бус байдал хадгалагдана тэг тусгалын өнцгийг (6) илэрхийллээр тодорхойлсон хэвээр байна. Чухалаас их тусгалын өнцгийн хувьд бүрэн дотоод талбар байдаг. тусгал: болон орчны гүнд туссан цацраг 2 нэвтэрдэггүй. Байгаль орчинд 2 , гэхдээ нэгэн төрлийн бус долгион үүсдэг; коэффициентүүдийн нарийн төвөгтэй байдал нь түүний үүсэхтэй холбоотой юм. тусгал ба туссан болон туссан долгион хоорондын харгалзах фазын шилжилт. Энэхүү шилжилтийг ойсон долгионы талбар нь хоёр талбарын хөндлөнгийн оролцооны үр дүнд үүссэнтэй холбон тайлбарлаж байна: тусгай ойсон долгион ба орчин руу дахин цацарсан долгион. 1 орчинд үүссэн нэгэн төрлийн бус долгион 2 . Хавтгай бус (жишээ нь, бөмбөрцөг) долгионыг тусгах үед ийм дахин цацруулсан долгион нь туршилтад гэж нэрлэгддэг хэлбэрээр ажиглагддаг. хажуугийн долгион (харна уу Долгион, хэсэг Долгионы тусгал ба хугарал).

O. h. хатуу биеийн хилээс. Хэрэв тусгал нь хатуу биетэй бол тусгалын шинж чанар илүү төвөгтэй болно. Дууны хурдтай үед -тайшингэнд уртааш хурд бага байдаг Лба хөндлөн -тайхатуу биет дэх м дуу чимээ нь хатуу биетэй шингэний хил дээр тусах үед хоёр чухал зүйл үүсдэг. өнцөг: уртааш = нуман ( с/с Л) ба хөндлөн = нуман ( с/ст ) . Гэсэн хэдий ч үргэлж L >-тай t.Нутгалын өнцөгт коэффициент. тусгал хүчинтэй байна (Зураг 2). Ослын цацраг нь цул биеийг уртааш болон хөндлөн хугарсан долгион хэлбэрээр нэвчдэг. Хатуу биед дуу авианы хэвийн давтамжтайгаар зөвхөн уртааш долгион үүсч, утга үүсдэг Р 0 нь уртааш акустикийн харьцаагаар тодорхойлогдоно. f-le (5)-тай төстэй шингэн ба хатуу биетийн эсэргүүцэл ( - шингэн ба хатуу биетийн нягт).

Цагаан будаа. 2. Дууны тусгалын коэффициентийн модулийн хамаарал | R | (хатуу шугам) ба түүний үе шатууд (зураастай тасархай шугам) тусгалын өнцгөөс шингэн-хатуу зааг дээр.

Хэзээ > коэффициент. Хилийн ойролцоо хатуу биетэд нэгэн төрлийн бус долгион үүсдэг тул тусгал нь нарийн төвөгтэй болдог. Критик хоорондын тусгалын өнцгөөр өнцөг болон туссан цацрагийн нэг хэсэг нь хугарсан хөндлөн долгион хэлбэрээр хатуу биед гүн нэвтэрдэг. Тиймээс, төлөө<<величина лишь при поперечная волна не образуется и |R|= 1. Ойсон цацраг үүсэхэд нэг төрлийн бус уртааш долгион оролцох нь хоёр шингэний зааг дээр туссан долгионы фазын шилжилтийг үүсгэдэг. Хэзээ > бүрэн ext байна. тусгал: 1. Хилийн ойролцоох цул биед зөвхөн биеийн гүнд экспоненциалаар унах нэгэн төрлийн бус долгион үүсдэг. Өнцөгт туссан долгионы фазын шилжилт нь голчлон гоожиж буй долгионы интерфэйс дэх өдөөлттэй холбоотой байдаг. Рэйлигийн долгион. Ийм долгион нь шингэнтэй хатуу биетийн зааг дээр Рэйлэйн өнцөг = нуман (арксин) ойролцоо тусах өнцгөөр үүсдэг. s/s R), хаана C Рнь хатуу гадаргуу дээрх Рэйли долгионы хурд юм. Интерфэйсийн дагуу тархаж, гоожиж буй долгион нь шингэн рүү бүрэн дахин цацагдана.
Хэрвээ -тай > -тай t, дараа нь нийт дотоод хатуу биеттэй шингэний хил дээр тусгал байхгүй: туссан цацраг нь ямар ч өнцгөөр, хамгийн багадаа хөндлөн долгион хэлбэрээр хатуу биеийг нэвт шингээдэг. Дууны долгион нь критикийн дор унах үед бүрэн тусгал үүсдэг. өнцөг буюу бэлчээрийн өвчлөл. c>c L коэффициентийн хувьд. Интерфэйс дээр нэгэн төрлийн бус долгион үүсдэггүй тул тусгал нь бодит юм.
Хатуу биед тархаж буй оз. Изотроп хатуу биед дуу тархах үед макс. энгийн тэмдэгт нь зүсэлтийн долгионы тусгал, хэлбэлзлийн чиглэл нь интерфэйсийн хавтгайтай параллель байна. Ийм долгионы тусгал эсвэл хугарлын горимд хувирал байхгүй. Чөлөөт хил эсвэл шингэнтэй интерфейс дээр унах үед ийм долгион бүрэн тусдаг ( R = 1) толины тусгалын хуулийн дагуу. Хоёр изотроп хатуу биетүүдийн хоорондох зааг дээр, орчин дахь спекуляраар туссан долгионтой хамт 2 хугарсан долгион нь интерфэйстэй зэрэгцэн орших туйлшралаар үүсдэг.
Биеийн чөлөөт гадаргуу дээр тусах хавтгайд туйлширсан хөндлөн долгион тусахад ижил туйлшралын ойсон хөндлөн долгион ба уртааш долгион хоёулаа хил дээр үүсдэг. Критик өнцгөөс бага тусгалын өнцөгт = = нуман ( cT/cL), коэффициент тусгал РТ ба Р Л- цэвэр бодит: ойсон долгион нь ирж буй долгионтой яг фазын (эсвэл эсрэг фазын) хилийг орхидог. At > зөвхөн спекуляраар туссан хөндлөн долгион нь хил хязгаараас гардаг; чөлөөт гадаргуугийн ойролцоо нэг төрлийн бус уртааш долгион үүсдэг.
Коэф. тусгал нь төвөгтэй болж, туссан болон туссан долгионы хооронд фазын шилжилт үүсэж, хэмжээ нь тусгалын өнцгөөс хамаарна. Хатуу биеийн чөлөөт гадаргуугаас тусгалын аль ч өнцгөөс уртааш долгион тусах үед туссан тууш долгион ба тусгалын хавтгайд туйлширсан хөндлөн долгион хоёулаа үүсдэг.
Хэрэв хатуу биетийн хил нь шингэнтэй шүргэлцэж байвал шингэнд долгион (уртааш буюу хөндлөн, тусгалын хавтгайд туйлширсан) тусах үед нэмэлт хугарсан уртааш долгион гарч ирнэ. Хоёр изотроп хатуу орчны хоорондох интерфэйс дээр туссан болон хугарсан долгионы систем нь орчинд хугарсан хөндлөн долгионоор нэмэгддэг. 2 . Түүний туйлшрал нь тохиолдлын хавтгайд мөн оршино.

О. h. анизотроп медиа хоорондын интерфейс дээр. O. h. талст интерфейс дээр. орчин нь нарийн төвөгтэй. Энэ тохиолдолд туссан болон хугарсан долгионы хурд нь өөрөө тусгал ба хугарлын өнцгийн функцууд юм (Зураг 2-ыг үз). Кристал акустик;) иймээс өгөгдсөн өнцгөөс өнцгийг тодорхойлоход хүртэл ноцтой асуудал тулгардаг. хүндрэлүүд. Хэрэв долгионы векторуудын гадаргуугийн хэсгүүдийн тусгалын хавтгайгаар тодорхойлогддог бол графикийг ашиглана. долгионы векторын өнцөг ба төгсгөлийг тодорхойлох арга к рболон к тперпендикуляр дээр хэвтэх NN"долгионы векторын төгсгөлөөр дамжуулан интерфэйс рүү татсан k биослын долгион, энэ перпендикуляр огтлолцох цэгүүдэд dec. долгионы векторуудын хөндийн гадаргуу (Зураг 3). Интерфейсээс харгалзах орчны гүнд тархаж буй туссан (эсвэл хугарсан) долгионы тоог перпендикуляр хэдэн хөндийтэй огтлолцохоор тодорхойлно. NN". Хэрэв to-l-тэй огтлолцол. байхгүй бол энэ нь харгалзах туйлшралын долгион нь нэг төрлийн бус болж, энергийг хил хязгаараас дамжуулахгүй гэсэн үг юм. Перпендикуляр NN"нэг хөндийгөөр хэд хэдэн гаталж болно. оноо (оноо а 1 ба a 2Зураг дээр. 3). Долгионы векторын боломжит байрлалуудаас к r (эсвэл к т) үнэхээр ажиглагдсан долгионууд нь зөвхөн радиаль хурдны вектор нь гадаад чиглэлд давхцдаг долгионтой таарч байна. долгионы векторуудын гадаргуугийн хэвийн хэмжээ нь хил хязгаараас харгалзах орчны гүн рүү чиглэнэ.

Цагаан будаа. 3. Талст орчин хоорондын зааг дахь тусгал ба хугарлын өнцгийг тодорхойлох график арга 1 болон 2. L, FTболон ST- долгионы векторын гадаргуу нь уртрагийн, хурдан ба удаан хөндлөн долгионы хувьд.

Дүрмээр бол ойсон (хугарсан) долгион нь арванхоёрдугаарт хамаарна. акустик салбарууд. хэлбэлзэл. Гэсэн хэдий ч, арга бүхий талстуудад . анизотропи, долгионы векторуудын гадаргуу нь хотгор хэсгүүдтэй байх үед (Зураг 4) тусгал нь нэг хэлбэлзлийн салаанд хамаарах хоёр ойсон буюу хугарсан долгион үүсэх боломжтой.
Туршилтаар дууны долгионы хязгаарлагдмал цацраг ажиглагдаж, тархалтын чиглэл нь радиаль хурдаар тодорхойлогддог. Кристал дахь цацрагийн чиглэл нь харгалзах долгионы векторуудын чиглэлээс ихээхэн ялгаатай байдаг. Осол, ойсон болон хугарсан долгионы радиаль хурд нь зөвхөн онцгой тохиолдолд, жишээлбэл, нэг хавтгайд байрладаг. тусгалын хавтгай нь хоёр талст тэгш хэмийн хавтгай байх үед. дундаж Ерөнхий тохиолдолд ойсон болон хугарсан туяа нь бие биенээсээ болон туссан туяа болон хэвийн байдлын хувьд янз бүрийн байрлалыг эзэлдэг. NN"хил хүртэл. Ялангуяа ойсон цацраг нь тусгалын хавтгайд ердийнхөөс нэг тал дээр хэвтэж болно. Н, энэ нь ослын цацраг юм. Энэ боломжийн хязгаарлагдмал тохиолдол нь туссан цацрагийн ташуу тусгал дээр туссан цацрагийг давхцуулах явдал юм.

Цагаан будаа. 4. Ижил туйлшралын ойсон хоёр долгион үүсэх үед болорын чөлөөт гадаргуу дээр туссан акустик долгионы тусгал: а- ойсон долгионы долгионы векторыг тодорхойлох ( gнь радиаль хурдны векторууд); б- төгсгөлтэй хэсгийн дууны цацрагийг тусгах схем.

O. z-ийн шинж чанарт сулралтын нөлөөлөл. . Коэф. Хоёр хилийн орчинд дуу чимээ багасах тохиолдолд тусгал ба дамжуулалт нь дууны давтамжаас хамаарахгүй. Мэдэгдэхүйц сулрал нь зөвхөн коэффициентийн давтамжаас хамаардаггүй. тусгал Р, гэхдээ бас тусгалын өнцгөөс хамаарах хамаарлыг гажуудуулж, ялангуяа эгзэгтэй ойролцоо. булангууд (Зураг 5, а). Шингэн ба хатуу биетийн хоорондох интерфейсээс тусгах үед чийгшүүлэх нөлөө нь өнцгийн хамаарлыг ихээхэн өөрчилдөг РРэйлийн өнцөгт ойрхон тусах өнцгөөр (Зураг 1). 5 B). Ийм тохиолдлын өнцгөөр өчүүхэн саармагжуулагчтай мэдээллийн хэрэгслийн хил дээр нийт дотоод тусгал явагдах ба | Р| = 1 (муруй 1 Зураг дээр. 5, б). Унтралт байгаа нь | | Р| 1-ээс бага, хамгийн бага нь | Р| (муруй 2 - 4) . Давтамж нэмэгдэж, коэффициент нэмэгдэх тусам. чийгшүүлэх үед хамгийн бага гүн нь эцэст нь тодорхой давтамжтайгаар нэмэгддэг е 0, дуудсан тэг тусгалын давтамж, мин. үнэ цэнэ | Р| алга болдоггүй (муруй 3 , будаа. 5, б). Давтамжийн цаашдын өсөлт нь хамгийн бага (муруй) тэлэлтэд хүргэдэг 4 ) болон сулралтын нөлөөллийн нөлөөллийн O. z. бараг ямар ч өнцгийн хувьд (муруй 5) . Ирж буй долгионы далайцтай харьцуулахад туссан долгионы далайц багасах нь туссан цацраг нь хатуу биетийг нэвт шингээж байна гэсэн үг биш юм. Энэ нь цацраг туяагаар өдөөгдөж, ойсон долгион үүсэхэд оролцдог, гоожиж буй Рэйли долгионыг шингээхтэй холбоотой юм. Дууны давтамж гарах үед едавтамжтай тэнцүү байна е 0 , тохиолдох долгионы бүх энерги интерфэйс дээр сарнина.

Цагаан будаа. 5. Өнцгийн хамаарал | Р| сулралтыг харгалзан ус-гангийн хил дээр: а- өнцгийн хамаарлын ерөнхий шинж чанар | Р|; хатуу шугам - алдагдлыг тооцохгүйгээр, тасархай шугам - унтралттай ижил; б- өнцгийн хамаарал | R\долгионы урттай ган дахь хөндлөн долгионыг шингээх өөр өөр утгуудад Рэйлэй өнцгийн ойролцоо. Муруй 1 - 5 нь энэ параметрийн 3 x 10 -4 утгаас нэмэгдсэнтэй тохирч байна (муруй 1 ) хэт авианы цацрагийн давтамжийн харгалзах өсөлтөөс шалтгаалан = 1 (муруй 5) хүртэл.

O. h. давхарга болон хавтангаас. O. h. давхарга буюу хавтангаас резонансын . Ойсон болон дамжуулагдсан долгионууд нь давхрагын хил дээр долгионы олон тусгалын үр дүнд үүсдэг. Шингэн давхаргын хувьд туссан долгион нь Снелийн хуулиас тодорхойлогдсон хугарлын өнцгөөр давхаргад нэвтэрдэг. Дахин тусгалын улмаас давхрагад уртааш долгион үүсч, давхрагын хил дээр зурсан хэвийн өнцгөөр урагш болон хойшоо чиглэлд тархдаг (Зураг 6, а). Өнцөг гэдэг нь давхаргын хил дэх тусгалын өнцөгт харгалзах хугарлын өнцөг юм. Хэрэв давхарга дахь дууны хурд -тай 2 илүү дууны хурд -тай 1 эргэн тойрны шингэнд, дараа нь дахин туссан долгионы систем нь зөвхөн нийт өнцөг int үед үүсдэг. тусгал \u003d arcsin (c 1 / c 2). Гэсэн хэдий ч хангалттай нимгэн давхаргын хувьд дамжуулагдсан долгион нь эгзэгтэй хэмжээнээс их тусгалын өнцгөөр үүсдэг. Энэ тохиолдолд коэффициент давхаргын тусгал нь abs болж хувирдаг. утга нь 1-ээс бага. Энэ нь гаднаас долгион ирж буй хилийн ойролцоох давхаргад давхаргын гүнд экспоненциалаар унадаг нэгэн төрлийн бус долгион үүсдэгтэй холбоотой юм. Хэрэв давхаргын зузаан гнэг төрлийн бус долгионы нэвтрэлтийн гүнээс бага буюу түүнтэй харьцуулах боломжтой бол сүүлийнх нь давхаргын эсрэг талын хилийг хөндөж, үүний үр дүнд дамжуулсан долгион нь түүнээс хүрээлэн буй шингэн рүү цацагдана. Долгионы нэвтрэлтийн энэхүү үзэгдэл нь квант механикийн боломжит саадыг дамжин бөөмс нэвтрэн орохтой адил юм.
Коэф. давхаргын тусгал

давхарга дахь долгионы векторын хэвийн бүрэлдэхүүн хэсэг болох тэнхлэг хаана байна z- давхаргын хилийн перпендикуляр; Р 1 ба Р 2 - магадлал. O. h. дээд ба доод хил дээр тус тус . At үе үе юм аудио давтамжийн функц еба давхаргын зузаан г. Давхарга дундуур долгион нэвтрэн орох үед | R |нэмэгдэх тусам еэсвэл гмонотон байдлаар 1 рүү чиглэдэг.

Цагаан будаа. 6. Шингэн давхаргаас гарах дууны долгионы тусгал: а- тусгалын схем; 1 - эргэн тойрон дахь шингэн; 2 - давхарга; b - тусгалын коэффициентийн модулийн хамаарал | R|тохиолдлын өнцгөөс.

Илчлэх өнцгийн утгын функцээр | R |максимум ба минимумын системтэй (Зураг 6, б). Хэрэв ижил шингэн нь давхаргын хоёр талд байгаа бол хамгийн бага цэгүүдэд байна R = 0. Давхаргын зузаан дахь фазын урагшлах хэмжээ хагас мөчлөгийн бүхэл тоотой тэнцүү байх үед тэг тусгал үүсдэг.

Хоёр дараалсан тусгалын дараа дээд орчинд гарч ирэх долгионууд эсрэг фазад байх ба бие биенээ таслан зогсоох болно. Эсрэгээр, бүх дахин туссан долгионууд ижил фазтай доод орчинд орж, дамжуулагдсан долгионы далайц хамгийн их болж хувирдаг. Давхарга дээрх долгионы ердийн давтамжийн үед бүхэл тооны хагас долгион давхаргын зузаанд багтах үед бүрэн дамжуулалт явагдана. d=хаана П= 1,2,3,..., - давхаргын материал дахь дууны долгионы урт; тиймээс (8) нөхцөл хангагдсан давхаргыг дуудна хагас долгион Харьцаа (8) нь чөлөөт шингэний давхаргад хэвийн долгион байх нөхцөлтэй давхцдаг. Үүнээс болж цацраг туяа нь давхаргад нэг буюу өөр ердийн долгионыг өдөөх үед давхаргуудаар бүрэн дамждаг. Давхарга нь эргэн тойрон дахь шингэнтэй шүргэлцсэний улмаас хэвийн долгион нь гоожиж байдаг: тархах явцад цацрагийн цацрагийн энергийг доод орчинд бүрэн шилжүүлдэг.
Давхаргын эсрэг талын шингэнүүд өөр байх үед хагас долгионы давхарга байгаа нь ирж буй долгионд ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй: коэффициент давхаргын тусгал нь коэффициенттэй тэнцүү байна. шууд байх үед эдгээр шингэний хилийн тусгал. холбоо барих. Акустик дахь хагас долгионы давхаргаас гадна оптикийн нэгэн адил гэж нэрлэгддэг. зузаан нь нөхцөлийг хангасан дөрөвний долгионы давхарга ( n= 1,2,...). Тохиромжтой акустикийг сонгох Давхаргын эсэргүүцлийн хувьд та өгөгдсөн давтамжтай долгионы давхаргаас тэг тусгал авах боломжтой едавхаргад тусах тодорхой өнцгөөр . Ийм давхаргууд нь эсрэг талын акустик давхарга болгон ашиглагддаг.
Шингэн дотор дүрсэн хязгааргүй хатуу хавтангаас гарч буй дууны долгионы тусгалын хувьд шингэний давхаргын хувьд дээр дурдсан ойлтын шинж чанарыг ерөнхийд нь хадгална. Хавтан дээр дахин тусгал үүссэн тохиолдолд уртаашаас гадна зүсэлтийн долгионууд бас өдөөх болно. Хавтан дээр уртааш болон хөндлөн долгионууд тархах өнцөг болон тус тус нь Снелийн хуулиар тусах өнцөгтэй холбоотой байдаг. Өнцөг болон давтамжийн хамаарал | Р| шингэний давхаргаас тусах тохиолдолд хамгийн их ба минимумуудын ээлжлэн солигдох системийг төлөөлөх болно. Цацрагийн цацраг нь түүний доторх ердийн долгионы аль нэгийг өдөөх үед хавтангаар бүрэн дамжуулалт үүсдэг. хурганы долгион.О.з-ийн резонансын шинж. Тэдний хоорондох акустик ялгаа багасч байгаа тул давхарга эсвэл хавтангаас арилдаг. байгаль орчны шинж чанаруудаас шинж чанарууд. Акустик өсөлт. давхаргын сулрал нь мөн хамаарлыг жигдрүүлэхэд хүргэдэг ба | R(fd)|.

Хавтгай бус долгионы тусгал. Бодит байдал дээр зөвхөн хавтгай бус долгион байдаг; тэдгээрийн тусгалыг хавтгай долгионы тусгал болгон бууруулж болно. Монохромат дурын долгионы фронттой долгионыг ижил дугуй давтамжтай, гэхдээ ялгаа бүхий хавтгай долгионуудын багц хэлбэрээр төлөөлж болно. долгионы векторын чиглэлүүд k. Үндсэн Ослын цацрагийн шинж чанар нь түүний орон зайн спектр - далайцын багц юм А(к) хавтгай долгионууд нийлээд туссан долгион үүсгэдэг. Abs. k-ийн утга нь давтамжаар тодорхойлогддог тул түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бие даасан биш юм. Онгоцноос ойсон үед z= 0 хэвийн бүрэлдэхүүн хэсэг kzтангенциал бүрэлдэхүүнээр өгөгдөнө к х, к у: к з =Ирж буй цацрагийн нэг хэсэг болох хавтгай долгион бүр интерфэйс дээр өөрийн өнцгөөр унаж, бусад долгионоос үл хамааран тусдаг. F талбар( r) ойсон долгион нь бүх ойсон хавтгай долгионуудын давхцал хэлбэрээр үүсдэг бөгөөд туссан цацрагийн орон зайн спектрээр илэрхийлэгдэнэ. A(k x , k y) ба коэфф. тусгал R(k x, k y):

Интеграци нь дур зоргоороо их хэмжээний утгын бүсийг хамардаг kxболон к ж. Хэрэв туссан цацрагийн орон зайн спектр нь (бөмбөрцөг долгионы тусгал шиг) бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулна. kx(эсвэл к ж), том, дараа нь бодиттой долгионоос гадна туссан долгион үүсэхэд kzжигд бус долгионууд бас оролцдог бөгөөд үүний тулд к,нь цэвэр төсөөллийн хэмжигдэхүүн юм. 1919 онд Х.Вэйлийн санал болгож, Фурье оптикийн дүрслэлд улам боловсронгуй болгосон энэхүү арга нь дараалсан үр дүнг өгдөг. хавтгай интерфэйсээс дурын долгионы тусгалыг тайлбарлах.
O. z-ийг авч үзэхэд. зарчмууд дээр суурилдаг туяа хандлага бас боломжтой геометрийн акустик. Ослын цацрагийг интерфэйстэй харилцан үйлчилдэг цацрагийн багц гэж үздэг. Энэ нь туссан туяа нь Снелийн хуулийг дагаж мөрдөж, ердийн байдлаар тусч, хугардаг төдийгүй интерфэйс дээр тодорхой өнцгөөр туссан цацрагуудын зарим нь гэж нэрлэгддэг зүйлийг өдөөдөг гэдгийг харгалзан үздэг. хажуугийн долгион, түүнчлэн гоожиж буй гадаргуугийн долгион (Rayleigh гэх мэт) эсвэл урсгалтай долгионы горим (Хурга долгион гэх мэт). Интерфейсийн дагуу тархаж, ийм долгион нь дахин орчинд цацагдаж, туссан долгион үүсэхэд оролцдог. Дадлага хийхийн тулд тусгал нь бөмбөрцөг хэлбэртэй. долгионууд акустикаар мөргөлдсөн. хязгаарлагдмал огтлолын цацраг ба фокустай дууны цацраг.

Бөмбөрцөг долгионы тусгал. Тусгалын загвар нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байна. цэгийн эх үүсвэрээр I шингэнд үүссэн долгион О, дууны хурд хоорондын харьцаанаас хамаарна -тай 1 ба 2-оос I ба II шингэнтэй холбоо барих (Зураг 7). Хэрэв c t > c 2 бол эгзэгтэй өнцөг байхгүй бөгөөд тусгал нь геом хуулийн дагуу явагдана. акустик. Би хүрээлэн буй орчинд туссан бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. долгион: ойсон цацрагууд нэг цэг дээр огтлолцдог О". эх үүсвэрийн виртуал дүрсийг бүрдүүлдэг бөгөөд туссан долгионы долгионы фронт нь тухайн цэг дээр төвлөрсөн бөмбөрцгийн хэсэг юм. О".

Цагаан будаа. 7. Хоёр шингэний хоорондох бөмбөрцөг долгионы тусгал: Оболон О"- бодит ба зохиомол эх сурвалж; 1 - ойсон бөмбөрцөг долгионы урд хэсэг; 2 - хугарсан долгионы урд хэсэг; 3 - хажуугийн долгионы урд.

Хэзээ c2 >clмөн шүүмжлэл бий туссан бөмбөрцөгт гадна I орчин дахь өнцөг. долгион, туссан цацрагийн өөр нэг бүрэлдэхүүн хэсэг үүсдэг. эгзэгтэй дор интерфэйс дээр туяа осол. өнцөг нь орчинд хурдтай тархдаг хоёр дахь долгионыг өдөөдөг -тай 2 интерфэйсийн дагуу болон I дунд руу дахин ялгардаг, гэж нэрлэгддэг бүрдүүлэх. хажуугийн долгион. Түүний урд хэсэг нь цэгүүдээс бүрддэг бөгөөд яг тэр мөчид тухайн цэгээс гарч ирсэн цацрагууд хүрч ирдэг. Одагуу О.Адараа нь дахин нүүсэн Лхагва I in decomp. цэгээс интерфэйсийн цэгүүд ГЭХДЭЭцэг хүртэл FROM, хугарсан долгионы урд хэсэг нь энэ мөчид байрладаг. Зургийн хавтгайд хажуугийн долгионы фронт нь шулуун шугамын сегмент юм SW, өнцгөөр хил рүү налуу, цэг хүртэл сунадаг AT, толинд туссан бөмбөрцгийн урд талтай нийлдэг газар. долгион. Сансар огторгуйд хажуугийн долгионы фронт нь сегментийг эргүүлэх явцад үүсдэг таслагдсан конусын гадаргуу юм. SWшулуун шугамын эргэн тойронд ОО". Бөмбөрцөг хэлбэртэй туссан үед. хатуу биеийн гадаргуугаас шингэн дэх долгион нь конус хэлбэртэй төстэй. интерфэйс дээр гоожиж буй Рэйли долгионы өдөөлтөөс болж долгион үүсдэг. Бөмбөрцөг хэлбэртэй тусгал. долгион - гол туршилтуудын нэг. далайн геоакустик, сейсмологи, гидроакустик, акустикийн арга.

Хязгаарлагдмал хөндлөн огтлолын акустик цацрагийн тусгал. Хамтарсан дууны цацрагийн тусгал, гол төлөв долгионы урд то-рых. цацрагийн нэг хэсэг нь хавтгайд ойрхон, хавтгай долгион туссан мэт тусгалын ихэнх өнцөгт тохиолддог. Шингэнээс хатуу биетэй интерфэйс рүү унасан цацрагийг тусгахад туссан цацраг үүсдэг бөгөөд түүний хэлбэр нь туссан цацраг дахь далайцын тархалтын толин тусгал юм. Гэсэн хэдий ч уртааш эгзэгтэй ойролцоо тохиолдох өнцгөөр. булангийн эсвэл Рэйлигийн өнцөг нь спекуляр тусгалтай хамт eff үүсдэг. хажуугийн эсвэл гоожиж буй Roley долгионы өдөөлт. Энэ тохиолдолд ойсон цацрагийн талбар нь туяагаар туссан туяа ба дахин цацарсан долгионы суперпозиция юм. Цацрагийн өргөн ба зэргэлдээх зөөвөрлөгчүүдийн уян хатан, наалдамхай шинж чанараас хамааран хөндлөнгийн (зэрэгцээ) цацрагийн шилжилт нь интерфэйсийн хавтгайд (Schoch шилжилт гэж нэрлэгддэг) тохиолддог (Зураг 8) эсвэл цацрагийн мэдэгдэхүйц өргөжилт ба нимгэн харагдах байдал

Цагаан будаа. 8. Ойлгоход цацрагийн хажуугийн шилжилт: 1 - ослын цацраг; 2 - тод туссан цацраг; 3 - бодит ойсон туяа.

бүтэц. Рэйлийн өнцгөөр цацраг тусах үед гажуудлын шинж чанарыг цацрагийн өргөн хоорондын харьцаагаар тодорхойлно. лболон цацрагууд. гоожиж буй Рэйлэй долгионы чийгшүүлэх

шингэн дэх дууны долгионы урт хаана байна, ГЭХДЭЭнэгтэй ойролцоо тоон үзүүлэлт юм. Хэрэв цацрагийн өргөн нь радиусуудын уртаас хамаагүй их байвал. Нарийн цацрагийн хувьд гоожиж буй гадаргуугийн долгион дахин ялгарснаас болж цацраг нь мэдэгдэхүйц өргөжиж, тэгш хэмтэй байхаа болино (Зураг 9). Товч туссан цацрагийн бүс нутагт хөндлөнгийн нөлөөллийн үр дүнд далайцын 0 минимум үүсч, цацраг нь хоёр хэсэгт хуваагдана. Коллимын өвөрмөц бус тусгал. цацраг нь хоёр шингэний зааг дээр эгзэгтэйд ойрхон тусах өнцгөөр, мөн давхаргууд эсвэл хавтангаас цацраг тусах үед үүсдэг.

Цагаан будаа. 9. Хязгаарлагдмал хөндлөн огтлолтой дууны цацрагийн W шингэнээс хатуу биеийн T гадаргуу дээр Рэйлийн өнцгөөр тусах тусгал: 1 - ослын цацраг; 2 - ойсон цацраг; а- тэг далайцтай талбай; б- цацрагийн сүүлний хэсэг.

Сүүлчийн тохиолдолд тусгалын өвөрмөц бус шинж чанар нь давхарга эсвэл хавтан дахь гоожиж буй долгионы горимуудын өдөөлтөөс шалтгаална. Төвлөрсөн хэт авианы цацрагийг тусгахад хажуугийн болон гоожиж буй долгионууд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ялангуяа эдгээр долгионыг ашигладаг акустик микроскопакустик үүсэхэд зориулагдсан. зураг ба хэмжигдэхүүн, хэмжилт хийх.

Лит.: 1) Brekhovskikh L. M., Waves in layered media, 2-р хэвлэл, М., 1973; 2) Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Гидродинамик, 4-р хэвлэл, М., 1988; 3) Бреховских Л.М., Годин О.А., Давхардсан мэдээллийн акустик, Москва, 1989; 4) Сagniard L., Reflexion et refraction des ondes seismiques progressives, P., 1939; 5) Ewing W. M., Jardetzky W. S., Press F., Eastic waves in layered media, N. Y. - , 1957, ch. 3; 6) Au1d B. A., Хатуу биет дэх акустик орон ба долгион, v. 1 - 2, N. Y. - , 1973; 7) Вертони Х.Л., Тамир Т., Шингэн хатуу гадаргуу дээрх акустик цацрагт зориулсан Рэйл өнцгийн үзэгдлийн нэгдсэн онол, "Appl. Phys.", 1973, v. 2, дугаар 4, х. 157; 8) Мотт Г., Шингэн-хатуу интерфейс дэх тусгал ба хугарлын коэффициент, "J. Acoust. Soc. Amer.", 1971, v. 50, дугаар 3 (p. 2), х. 819; 9) Wesker F. L., Richardson R. L., Материалын шинж чанарын Рэйлигийн критик өнцгийн тусгалд үзүүлэх нөлөө, "J. Acoust. Soc. Amer.", 1972, v. 51. .V" 5 (pt 2), p. 1609; 10) Fiorito R., Ubera11 H., Акустик тусгал ба шингэний давхаргаар дамжих резонансын онол, ".I. Акуст. соц. Amer.", 1979, v. 65, №1, p. 9; 11) Fiorft o R., Madigosky W., C bera 11 H., Акустик долгионы уян харимхай хавтантай харилцан үйлчлэх резонансын онол. "Ж. Акуст. соц. Amer.", 1979, v. 66, №6, p. 1857; 12) Нойбауэр В.Г., Хавтгай ба муруй гадаргуугаас акустик цацрагийг ажиглах нь: Физик акустик. Зарчмууд ба аргууд, В.П.Масон, Р.Н.Терстон. , v. 10, N. Y. - L., 1973, 2-р бүлэг.

Дууны даралт p нь орчны хэлбэлзэх хэсгүүдийн v хурдаас хамаарна. Тооцоолол үүнийг харуулж байна

Энд p нь орчны нягт, c нь орчин дахь дууны долгионы хурд юм. Бүтээгдэхүүний компьютерийг тодорхой акустик эсэргүүцэл гэж нэрлэдэг бөгөөд хавтгай долгионы хувьд үүнийг долгионы эсэргүүцэл гэж нэрлэдэг.

Долгионы эсэргүүцэл нь орчны хамгийн чухал шинж чанар бөгөөд түүний хил дээрх долгионы тусгал, хугарлын нөхцлийг тодорхойлдог.

Дууны долгион нь хоёр зөөвөрлөгчийн хоорондох интерфейсийг цохиж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Долгионы нэг хэсэг нь ойж, нэг хэсэг нь хугардаг. Дууны долгионы тусгал, хугарлын хуулиуд нь гэрлийн тусгал, хугарлын хуулиудтай төстэй. Хугарсан долгион нь хоёр дахь орчинд шингэж, эсвэл түүнийг орхиж болно.

Хавтгай долгион нь интерфэйс дээр хэвийн тусч байна гэж үзье, түүний эхний орчин дахь эрчим нь I 1 нь хоёр дахь орчин дахь хугарсан (дамжсан) долгионы эрчим 1 2 байна. За дуудъя

дууны долгионы нэвтрэлтийн коэффициент.

Рэйли дууны нэвтрэлтийн коэффициентийг өгөгдсөн болохыг харуулсан

оноос хойш с 1 ρ 1 /с 2 р 2 >>1. Зарим бодисын долгионы эсэргүүцлийг 20 ° C-д үзүүлье (Хүснэгт 14).

Хүснэгт 14

Дууны долгионыг агаараас бетон болон ус руу нэвтрүүлэх коэффициентийг тооцоолохдоо бид (6.8)-г ашигладаг.

Эдгээр өгөгдөл нь гайхалтай юм: дууны долгионы энергийн маш бага хэсэг нь агаараас бетон, ус руу дамждаг.

Ямар ч хаалттай өрөөнд хана, тааз, тавилга бусад хана, шал зэрэгт туссан дуу чимээ дахин тусч, шингэж, аажмаар алга болдог. Тиймээс дууны эх үүсвэр зогссон ч өрөөнд дууны долгион бий болсон хэвээр байна. Энэ нь ялангуяа өргөн уудам танхимд мэдэгдэхүйц юм. Эх үүсвэрийг унтраасны дараа битүү орон зайд дуу чимээ аажмаар буурах үйл явцыг цуурай гэж нэрлэдэг.

Нэг талаас, туссан долгионы энергийн нөлөөгөөр дууны мэдрэмж сайжирдаг тул цуурайтах нь ашигтай боловч нөгөө талаас хэт урт цуурхал нь яриа, хөгжмийн ойлголтыг ихээхэн доройтуулдаг тул текст өмнөхтэй давхцаж байна. Үүнтэй холбогдуулан үзвэрийн танхим, театр, концертын танхим гэх мэтийг барихдаа цуурайлах зарим оновчтой хугацааг ихэвчлэн заадаг. Жишээлбэл, Москва дахь Эвлэлийн ордны дүүрсэн баганын танхимын цуурайтах хугацаа 1.70 секунд байна. , Большой театрт дүүргэсэн - 1, 55 х. Эдгээр өрөөнүүдийн хувьд (хоосон) цуурайтах хугацаа 4.55 ба 2.06 секунд байна.

Сонсголын физик

Гадна, дунд, дотоод чихний жишээн дээр сонсголын физикийн зарим асуултыг авч үзье. Гадна чих нь чихний сүв 1 ба гадаад сонсголын суваг 2-оос бүрдэнэ (Зураг 6.8) Хүний чих нь сонсголд чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй. Энэ нь урд болон хойд чиглэлд байрлах үед дууны эх үүсвэрийн нутагшлыг тодорхойлоход тусалдаг. Үүнийг тайлбарлая. Эх сурвалжаас гарах дуу чимээ нь чихний хөндийд ордог. Босоо хавтгай дахь эх үүсвэрийн байрлалаас хамаарна

(Зураг 6.9) дууны долгион нь өвөрмөц хэлбэрийн улмаас auricle дээр өөр өөрөөр хэлбэлзэнэ. Энэ нь мөн сонсголын суваг руу орж буй дууны долгионы спектрийн найрлагад өөрчлөлт оруулахад хүргэнэ (дифракцийн асуудлын талаар дэлгэрэнгүйг 19-р бүлгээс үзнэ үү). Туршлагын үр дүнд хүн дууны долгионы спектрийн өөрчлөлтийг дууны эх үүсвэр рүү чиглэсэн чиглэлтэй холбож сурсан (Зураг 6.9-ийн A, B, B чиглэлүүд).

Хоёр дуу хүлээн авагчтай (чих) хүн ба амьтад дууны эх үүсвэр болон хэвтээ хавтгайд чиглэлийг тохируулах боломжтой байдаг (бинаураль эффект; Зураг 6.10). Энэ нь эх үүсвэрээс янз бүрийн чихэнд хүрэх дуу чимээ өөр өөр зайд дамждаг бөгөөд баруун болон зүүн чихэнд орж буй долгионы хувьд фазын зөрүүтэй байдагтай холбоотой юм. Эдгээр зай (5) ба фазын зөрүү (∆φ) хоорондын хамаарлыг гэрлийн интерференцийг тайлбарлахдаа § 19.1-ээс гаргаж авсан болно [үзнэ үү. (19.9)]. Хэрэв дууны эх үүсвэр нь хүний ​​нүүрний урд шууд байвал δ = 0, ∆φ = 0, хэрэв дууны эх үүсвэр нь чихний аль нэгний эсрэг талд байрласан бол сааталтайгаар нөгөө чихэнд унах болно. Энэ тохиолдолд 5 нь auricles хоорондын зай гэж бид ойролцоогоор таамаглах болно. Томъёоны дагуу (19.9) v = 1 kHz ба δ = 0.15 м-ийн хувьд фазын зөрүүг тооцоолж болно. Энэ нь ойролцоогоор 180 ° байна.

Хэвтээ хавтгай дахь дууны эх үүсвэр рүү чиглэсэн өөр өөр чиглэлүүд нь 0 ° ба 180 ° хооронд фазын зөрүүтэй тохирно (дээрх өгөгдлийн хувьд). Хэвийн сонсголтой хүн дууны эх үүсвэрийн чиглэлийг 3 хэмийн нарийвчлалтайгаар засах боломжтой гэж үздэг бөгөөд энэ нь 6 ° фазын зөрүүтэй тохирч байна. Тиймээс хүн чихэнд нь орж буй дууны долгионы фазын зөрүүг 6 хэмийн нарийвчлалтайгаар ялгаж чаддаг гэж үзэж болно.

дифракцийн үр дүнд чих (19-р бүлэг).

Дууны долгион нь чихний сувгаар дамжин өнгөрч, тимпаник мембран 3-аас хэсэгчлэн тусдаг (6.8-р зургийг үз). Осол болон туссан долгионы хөндлөнгийн нөлөөгөөр акустик резонанс үүсч болно. Энэ тохиолдолд долгионы урт нь гадаад сонсголын сувгийн уртаас дөрөв дахин их байдаг. Хүний чихний суваг нь ойролцоогоор 2.3 см урт; иймээс акустик резонанс давтамжтайгаар үүсдэг

Дунд чихний хамгийн чухал хэсэг нь чихний чихний мембран 3 ба сонсголын яс юм: эрвээхэй 4, дөш 5, дөрөө 6 нь холбогдох булчин, шөрмөс, шөрмөстэй. Яс нь гадна чихний агаарын орчноос дотоод чихний шингэн орчинд механик чичиргээг дамжуулдаг. Дотор чихний шингэн орчин нь усны долгионы эсэргүүцэлтэй ойролцоо долгионы эсэргүүцэлтэй байдаг. Дээр дурдсанчлан (§ 6.4-ийг үз) дууны долгионыг агаараас ус руу шууд шилжүүлэхэд ослын эрчмийн зөвхөн 0.123% нь дамждаг. Энэ хэтэрхий бага байна. Тиймээс дунд чихний гол зорилго нь илүү их дууны эрчмийг дотоод чихэнд дамжуулахад туслах явдал юм. Техникийн хэллэгээр дунд чих нь дотоод чихний доторх агаарын болон шингэний эсэргүүцэлтэй тохирдог.

Ясны систем (6.8-р зургийг үз) нэг төгсгөлд чихний бүрхэвчтэй (талбай S 1 \u003d 64 мм 2) алхаар, нөгөө талд нь хутгуураар - дотоод чихний зууван цонхтой 7 холбогдсон байна. талбай S 2 \u003d 3 мм 2).

Энэ түвшинд дунд чих нь гадаад дууны даралтыг дотоод чихэнд дамжуулахыг нэмэгдүүлдэг.

Дунд чихний өөр нэг үүрэг бол дуу чимээ ихтэй үед чичиргээний дамжуулалт сулрах явдал юм. Энэ нь дунд чихний ясны булчингийн рефлексийн сулралтаар хийгддэг.

Дунд чих нь сонсголын (Eustachian) хоолойгоор дамжин агаар мандалд холбогддог.

Гадна болон дунд чих нь дуу дамжуулах системийн нэг хэсэг юм. Дууг хүлээн авах систем нь дотоод чих юм.

Дотор чихний гол хэсэг нь механик чичиргээг цахилгаан дохио болгон хувиргадаг чихний дун юм. Чихний дунгаас гадна vestibular аппарат нь сонсголын үйл ажиллагаатай ямар ч холбоогүй дотоод чихэнд хамаардаг (§ 4.3-ыг үз).

Хүний чихний дун нь 35 мм орчим урттай ясны тогтоц бөгөөд 2 3/4 дугуйтай конус хэлбэрийн спираль хэлбэртэй байдаг. Суурийн диаметр нь 9 мм, өндөр нь 5 мм орчим байна.

Зураг дээр. 6.8 чихний дун (тасархай шугамаар хязгаарлагдсан) нь харахад хялбар болгох үүднээс бүдүүвчээр томруулсан байдлаар харуулав. Чихний дунгийн дагуу гурван суваг урсдаг. Тэдний нэг нь зууван цонхноос эхэлдэг 7, vestibular scala гэж нэрлэдэг 8. Нөгөө суваг нь дугуй цонхноос ирдэг 9, энэ нь scala tympani гэж нэрлэдэг 10. Vestibular болон tympanic scala нь чихний дунгийн бөмбөгөр холбогдсон байна. жижиг нүхээр - helicotrema 11. Тиймээс эдгээр суваг хоёулаа ямар нэгэн байдлаар перилимфээр дүүрсэн нэг системийг төлөөлдөг. Дөрөөний чичиргээ 6 нь зууван цонхны 7-ийн мембран руу дамждаг бөгөөд үүнээс перилмф рүү шилжиж, дугуй цонхны мембраныг "цухуйж" 9. vestibular болон tympanic scala хоорондын зайг чихний дунгийн суваг 12 гэж нэрлэдэг, энэ нь эндолимфээр дүүрдэг. Чихний дунгийн суваг ба чихний чихний хооронд гол (базилар) мембран 13 нь чихний дунгийн дагуу дамждаг.Үүн дээр рецептор (үс) эс агуулсан Кортигийн эрхтэн байрладаг ба сонсголын мэдрэл нь чихний дунгаас гардаг (эдгээр мэдээллийг Зураг дээр харуулаагүй болно). 6.8).

Кортигийн эрхтэн (спираль эрхтэн) нь механик чичиргээг цахилгаан дохио болгон хувиргагч юм.

Үндсэн мембраны урт нь ойролцоогоор 32 мм, зууван цонхноос чихний дунгийн дээд хэсэгт (0.1-ээс 0.5 мм-ийн өргөн) хүртэл өргөжиж, сийрэгждэг. Үндсэн мембран нь физикийн хувьд маш сонирхолтой бүтэц бөгөөд энэ нь давтамж сонгох шинж чанартай байдаг. Хельмхольц үүнд анхаарлаа хандуулав.

Төгөлдөр хуурын утсыг тохируулсан цувралтай адил үндсэн мембраныг төлөөлсөн. Нобелийн шагналт Бекеси энэхүү резонаторын онолын алдааг тогтоожээ. Бекесигийн бүтээлүүдэд үндсэн мембран нь нэг төрлийн бус шугам, механик өдөөлтийг дамжуулдаг болохыг харуулсан. Акустик өдөөлтөд өртөх үед долгион нь үндсэн мембраны дагуу тархдаг. Энэ долгион нь давтамжаас хамааран өөр өөр сулрдаг. Давтамж бага байх тусам зууван цонхноос холдох тусам долгион задарч эхлэхээс өмнө үндсэн мембраны дагуу тархдаг. Жишээлбэл, 300 Гц давтамжтай долгион нь унтралт эхлэхээс өмнө зууван цонхноос ойролцоогоор 25 мм хүртэл тархах ба 100 Гц давтамжтай долгион нь 30 мм орчимд хамгийн ихдээ хүрдэг. Эдгээр ажиглалт дээр үндэслэн давирхайн ойлголтыг үндсэн мембраны хамгийн их хэлбэлзлийн байрлалаар тодорхойлдог онолыг боловсруулсан. Тиймээс дотоод чихэнд тодорхой функциональ хэлхээг ажиглаж болно: зууван цонхны мембраны хэлбэлзэл - перилимфийн хэлбэлзэл - үндсэн мембраны нарийн төвөгтэй хэлбэлзэл - үндсэн мембраны нарийн төвөгтэй хэлбэлзэл - үсний эсийн цочрол (эрхтэн рецепторууд). Корти) - цахилгаан дохио үүсгэх.

Зарим төрлийн дүлийрэл нь чихний дунгийн рецепторын аппарат гэмтсэнтэй холбоотой байдаг. Энэ тохиолдолд чихний дун нь механик чичиргээнд өртөх үед цахилгаан дохио үүсгэдэггүй. Ийм дүлий хүмүүст чихний чихэнд электрод суулгаж, механик өдөөлтөд өртөхөд үүсдэг цахилгаан дохиог өгөх замаар туслах боломжтой.

Ийм үндсэн функц болох чихний дунгийн (чихний дунгийн протез) хиймэл эрхтэнийг хэд хэдэн улс оронд хөгжүүлж байна. Орос улсад чихний дунгийн протезийг Оросын Анагаах Ухааны Их Сургуульд боловсруулж хэрэгжүүлсэн. Чихний дунгийн протезийг Зураг дээр үзүүлэв. 6.12, энд 1 нь үндсэн хэсэг, 2 нь микрофонтой чих, 3 нь суулгац электродтой холбох зориулалттай цахилгаан холбогч залгуур юм.

ДУУ ТУСГАЛ

ДУУ ТУСГАЛ

Хоёр уян зөөвөрлөгчийн хоорондох интерфэйс дээр дуу унах үед үүсэх үзэгдэл бөгөөд интерфэйсээс ижил орчинд тархах долгион үүсэх, дууны тархалт эсвэл дууны дифракци.
Ослын долгион нь мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох хил хязгаарыг үүсгэдэг бөгөөд үүний үр дүнд ойсон болон хугарсан долгионууд үүсдэг. Тэдгээрийн бүтэц, эрчим нь интерфэйсийн хоёр тал дээр бөөмийн хурд болон интерфэйс дээр үйлчилж буй уян харимхай хүчдэл тэнцүү байх ёстой. Чөлөөт гадаргуу дээрх хилийн нөхцлүүд нь энэ гадаргуу дээр үйлчилж буй уян харимхай хүчдэлийн тэгтэй тэнцүү байхаас бүрдэнэ.
Ойсон долгион нь ирж буй долгионтой ижил төрлийн туйлшралтай эсвэл өөр туйлшралтай байж болно. Сүүлчийн тохиолдолд тусгал эсвэл хугарлын горимын хувиргалт буюу хувирлын тухай ярьдаг. Хавтгай долгионы тусгалХавтгай долгионы тусгал нь онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь ойж, хугарсан хавтгай долгион нь хавтгай хэвээр үлддэг бөгөөд дурын хэлбэрийг хавтгай долгионы хослолын тусгал гэж үзэж болно. Ойсон болон хугарсан долгионы тоог орчны уян хатан шинж чанар, акустикийн тоогоор тодорхойлно. тэдгээрт байдаг салбарууд. Хилийн нөхцлөөс шалтгаалан тусгал, ойсон, хугарсан долгионы долгионы векторуудын интерфэйс дээрх проекцууд тэнцүү байна (Зураг 1).

Цагаан будаа. 1. Хавтгай интерфэйс дэх хавтгай дууны долгионы тусгал ба хугарлын схем.

Эндээс тусгал ба хугарлын хуулиудыг баримтална, i , туссан k rба хугарсан k тдолгион ба хэвийн NN"интерфэйс нь нэг хавтгайд (туслын хавтгай) байрладаг; 2) тусгал ба хугарлын өнцгийн синусыг фазын хурдтай харьцуулсан харьцаа в би, мөн харгалзах долгионууд хоорондоо тэнцүү байна:
(загас бичээсүүд ба ойсон болон хугарсан долгионы туйлшралыг илэрхийлнэ). Долгионы векторуудын чиглэл нь дууны цацрагийн чиглэлтэй давхцдаг изотроп орчинд тусгал ба хугарлын хуулиуд нь Снелийн хуулийн ердийн хэлбэрийг авдаг. Анизотроп орчинд тусгалын хуулиуд нь зөвхөн долгионы нормуудын чиглэлийг тодорхойлдог; Хугарсан эсвэл ойсон туяа хэрхэн тархах нь эдгээр нормуудад тохирох радиаль хурдны чиглэлээс хамаарна.
Хангалттай жижиг тусгалын өнцгөөр бүх ойсон болон хугарсан долгионууд нь интерфэйсээс ирж буй цацрагийн энергийг зөөдөг хавтгай долгион юм. Гэсэн хэдий ч хэрэв k.-l. хугарсан долгион илүү хурдтай в биослын долгион, дараа нь тусах өнцгийн хувьд том м. n. шүүмжлэлтэй өнцөг \u003d arcsin, харгалзах хугарсан долгионы долгионы векторын хэвийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь төсөөлөл болж хувирдаг, 2. Гэсэн хэдий ч эгзэгтэй өнцөгөөс их өнцөгт интерфэйс дээрх долгионы тусгал нь нийт тусгалд хүргэхгүй байж болно, учир нь осол цацраг нь өөр туйлшралын долгион хэлбэрээр 2-р орчинд нэвтэрч болно.
Шүүмжтэй өнцөг нь ойсон долгионы хувьд бас байдаг, хэрэв O. z дээр байвал. горим хувиргах ба хувиргалтын үр дүнд үүсэх долгион нь хурдаас их байна в биослын долгион. Илчлэх өнцгийн хувьд бага чухал. өнцөг, туссан энергийн нэг хэсэг нь туйлшрал бүхий ойсон долгион хэлбэрээр хил хязгаараас холддог; үед ийм долгион нь нэг төрлийн бус болж, 1-ийн орчинд гүн шингэж, дамжуулахад оролцдоггүй. интерфейсээс эрчим хүч. Жишээлбэл, шүүмжлэлтэй өнцөг = нуман ( в t /c L) хөндлөн акустикийн тусгал үүсэх үед үүсдэг. долгион Тизотроп хатуу болон уртааш долгион руу хувирах хил хязгаараас L (хамтт ба C L-хөндлөн ба уртын дууны долгионы хурд тус тус).
Ойсон болон хугарсан долгионы далайц нь хилийн нөхцлийн дагуу далайцаар шугаман хэлбэрээр илэрхийлэгдэнэ. А иОптик дээрх эдгээр хэмжигдэхүүнүүд нь тохиолдлын эл.-магнитын далайцаар илэрхийлэгддэгтэй адил тусгалын долгион. долгион ашиглах Френель томъёо.Хавтгай долгионы тусгал нь далайцын коэффициентээр тоон тодорхойлогддог. туссан долгионы далайцыг ослын далайцтай харьцуулсан тусгал: \u003d далайцын коэффициент. Ерөнхий тохиолдолд тусгал нь нарийн төвөгтэй байдаг: тэдгээрийн модулиуд нь abs-ийн харилцааг тодорхойлдог. далайцын утга ба фазууд нь туссан долгионы фазын шилжилтийг тодорхойлдог. Далайцын коэффициентийг ижил төстэй аргаар тодорхойлно. өнгөрөх Ойсон болон хугарсан долгионы хоорондох цацрагийн энергийн дахин хуваарилалт нь коэффициентээр тодорхойлогддог. Ойсон (хугарсан) ба туссан долгион дахь интерфэйсийн хэвийн цаг хугацааны дундаж энергийн урсгалын нягтын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харьцаа болох эрчмийн тусгал ба дамжуулалт:

Харгалзах долгион дахь дууны эрчмүүд хаана байна, холбоо барих орчны нягтралууд. Интерфейсэд нийлүүлж, түүнээс холддог энергийн тэнцвэр нь эрчим хүчний урсгалын хэвийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тэнцвэрт байдалд буурдаг.

Коэф. тусгал нь акустикаас хамаарна .тэмдэгт ang. хамаарал нь эгзэгтэй байгаагаар тодорхойлогддог. өнцөг, түүнчлэн тэг тусгалын өнцөг, унах үед туйлшрал бүхий ойсон долгион үүсэхгүй.

O. h. хоёр шингэний хил дээр. Наиб. O. h-ийн энгийн зураг. хоёр шингэний хоорондох зааг дээр үүсдэг. Энэ тохиолдолд долгионы хувиргалт байхгүй бөгөөд тусгал нь толин тусгалын хууль, коэффициентийн дагуу явагддаг тусгал юм

хаана ба в 1,2 - зэргэлдээх орчинд дууны нягтрал ба хурд . болон 2. Хэрэв ирж буй долгионы дууны хурд хугарсан долгионы дууны хурдаас их байвал ( -тай 1 в 2), дараа нь шүүмжлэлтэй булан байхгүй байна.

утга хүртэлх интерфэйс дээрх долгионы хэвийн тусгалд R=- 1 бэлчээрийн өвчлөл Хэрэв акус. r 2 нь 2 орчинтой 2 илүү дунд эсэргүүцэл 1 , дараа нь тусгалын өнцгөөр

коэффициент тусгал алга болж, үйл явдал бүрэн дунд руу шилждэг 2.
1-ээс хэзээ<с 2 ,возникает критический угол =arcsin(в 1 /в 2). At<коэф. отражения - действительная величина; фазовый между падающейи отражённой волнами отсутствует. Величина коэф. отражения меняется отзначения R0хэвийн уналттай R = 1 эгзэгтэйтэй тэнцүү тусгалын өнцөгт. Хэрэв акустикийн хувьд энэ тохиолдолд тэг тусгал бас тохиолдож болно медиа импеданс, урвуу тэгш бус байдал хадгалагдана тэг тусгалын өнцгийг (6) илэрхийллээр тодорхойлсон хэвээр байна. Туслах өнцгийн хувьд, том чухал ач холбогдолтой, бүрэн ext байна. тусгал: болон орчны гүнд туссан цацраг 2 нэвтэрдэггүй. Байгаль орчинд 2, гэхдээ туссан долгионы талбар нь тольдох туссан долгион ба долгион гэсэн хоёр талбарын хөндлөнгийн оролцооны үр дүнд үүсдэг, 1 нь орчинд үүссэн нэгэн төрлийн бус долгионоор үүсдэг. 2. Хавтгай бус (жишээ нь, бөмбөрцөг) долгионыг тусгах үед ийм дахин цацрах долгион нь үнэндээ туршилтын явцад ажиглагддаг. хажуугийн долгион (харна уу долгион,хэсэг Тусгал ба ).

O. h. хатуу биеийн хилээс. Хэрэв тусгал нь хатуу биетэй бол тусгалын шинж чанар илүү төвөгтэй болно. Хэзээ -тайшингэнд уртааш хурд бага байдаг Лба хөндлөн -тайхатуу биет дэх м дуу чимээ, хатуу биетэй шингэний хил дээр тусах үед хоёр чухал зүйл үүсдэг. өнцөг: уртааш = нуман ( с/с Л) ба хөндлөн = нуман ( с/ст ). Гэсэн хэдий ч үргэлж L >-тайт . Туслах өнцгүүдэд коэффициент тусгал хүчинтэй байна (Зураг 2). Ослын цацраг нь тууш ба хөндлөн хугарсан долгион хэлбэрээр хатуу биет рүү нэвтэрдэг. Хатуу биед дуу чимээний хэвийн давтамжтайгаар зөвхөн үнэ цэнэ Р 0 нь уртааш акустикийн харьцаагаар тодорхойлогдоно. f-le (5)-тай төстэй шингэн ба хатуу биеийн эсэргүүцэл (- шингэн ба хатуу биетийн нягт).

Цагаан будаа. 2. Дууны тусгалын коэффициентийн модулийн хамаарал | R | (хатуу шугам) ба түүний үе шат (тасархай шугам) нь шингэний зааг дээр ба хатуу биетийн тусгалын өнцгөөс .

Коэффициент дээр туссан цацрагийн нэг хэсэг нь хугарсан хөндлөн долгион хэлбэрээр хатуу биед гүн нэвтэрдэг. Тиймээс, төлөө<<величина лишь при поперечная волна не образуется и |R|= 1. Ойсон цацраг үүсэхэд нэг төрлийн бус уртааш долгион оролцох нь хоёр шингэний зааг дээр туссан долгионы фазын шилжилтийг үүсгэдэг. Бүрэн дотоод байгаа үед. тусгал: 1. Хилийн ойролцоо хатуу биед зөвхөн биеийн гүнд унадаг нэг төрлийн бус долгион үүсдэг. Өнцөгт туссан долгионы фазын шилжилт нь голчлон гоожиж буй долгионы интерфэйс дэх өдөөлттэй холбоотой байдаг. Рэйлигийн долгион.Ийм долгион нь шингэнтэй хатуу биетийн зааг дээр Рэйлэйн өнцөг = нуман (арксин) ойролцоо тусах өнцгөөр үүсдэг. s/s R),хаана C R-Хатуу биетийн гадаргуу дээрх Рэйлей долгионы хурд. Интерфэйсийн дагуу тархаж, гоожиж буй долгион нь -д бүрэн дахин цацагдана.
Хэрвээ -тай-тайт . дээд бүрэн дотоод хатуу биетэй шингэний хил дээр тусгал байхгүй: туссан цацраг нь тусгалын аль ч өнцгөөр, наад зах нь хөндлөн долгион хэлбэрээр нэвтэрдэг. Дууны долгион эгзэгтэй дор унах үед бүрэн тусгал үүсдэг. өнцөг буюу бэлчээрийн өвчлөл. c>c L коэффициентийн хувьд. бодит тусгал, O. z., хатуу биед тархах. Изотроп хатуу биед дуу тархах үед макс. энгийн тэмдэгт нь зүсэлтийн долгионы тусгал, хэлбэлзлийн чиглэл нь интерфэйсийн хавтгайтай параллель байна. Ийм долгионы тусгал эсвэл хугарлын горимд хувирал байхгүй. Чөлөөт хил эсвэл шингэнтэй хил дээр унах үед ийм долгион бүрэн тусдаг ( R = 1) толины тусгалын хуулийн дагуу. Хоёр изотроп хатуу биетүүдийн хоорондох зааг дээр, орчин дахь толин тусгалтай долгионтой хамт 2 туйлшралтай хугарсан долгион үүснэ.Биеийн чөлөөт гадаргуу дээр тусах хавтгайд туйлширсан хөндлөн долгион унахад хил дээр ижил туйлшралын ойсон долгион ба уртааш долгион хоёулаа үүснэ. , эгзэгтэй өнцгөөс бага = = arcsin ( cT/cL),коэффициент тусгал РТ ба R L-цэвэр бодит: туссан долгион нь туссан долгионтой яг үе шатанд (эсвэл фазын гадна) хил хязгаарыг орхидог. Хил дээр зөвхөн спекуляраар туссан хөндлөн долгионыг орхидог; чөлөөт гадаргуугийн ойролцоо нэг төрлийн бус уртааш долгион үүсдэг.
Коэф. тусгал нарийн төвөгтэй болж, Хэрэв хатуу биетийн хил нь шингэнтэй шүргэлцэж байвал долгион тусах үед (уртааш буюу хөндлөн, 2. Энэ нь мөн тусах хавтгайд оршино.

О . h. анизотроп медиа хоорондын интерфейс дээр. O. h. талст интерфейс дээр. орчин нь нарийн төвөгтэй. Энэ тохиолдолд ойсон болон хугарсан долгионууд нь тусгал ба хугарлын өнцгийн функцууд юм (харна уу. болор акустик);тиймээс өнцгийн тодорхойлолт, өгөгдсөн өнцгийн хувьд ч гэсэн ноцтой асуудал үүсгэдэг. хүндрэлүүд. Хэрэв долгионы векторуудын гадаргуугийн хэсгүүдийн тусгалын хавтгайгаар тодорхойлогддог бол графикийг ашиглана. долгионы векторын өнцөг ба төгсгөлийг тодорхойлох арга к рболон к тперпендикуляр дээр хэвтэнэ NN",долгионы векторын төгсгөлөөр дамжуулан интерфэйс рүү татсан k биослын долгион, энэ перпендикуляр огтлолцох цэгүүдэд dec. долгионы векторуудын хөндийн гадаргуу (Зураг 3). Интерфейсээс харгалзах орчны гүнд тархаж буй туссан (эсвэл хугарсан) долгионы тоог перпендикуляр хэдэн хөндий огтолж байгаагаас хамаарч тодорхойлно. NN". Хэрэв к.-л-тэй огтлолцол. бүрэн байхгүй, энэ нь харгалзах туйлшралын долгион нь нэг төрлийн бус болж, энергийг хил хязгаараас дамжуулахгүй гэсэн үг юм. Перпендикуляр NN"нэг хөндийгөөр хэд хэдэн гаталж болно. оноо (оноо а 1 ба a 2Зураг дээр. 3). Долгионы векторын боломжит байрлалуудаас к r (эсвэл к т) үнэхээр ажиглагдсан долгион нь зөвхөн радиаль хурдны вектортой таарч байна.

Цагаан будаа. 3. Кристалл орчны интерфэйс дэх өнцгийн тусгал ба хугарлыг тодорхойлох график арга 1 болон 2.L, FTболон ST- бараг уртрагийн хувьд долгионы векторуудын гадаргуу, Дүрмээр бол ойсон (хугарсан) долгион нь задралд хамаарна. акустик салбарууд. хэлбэлзэл. Гэсэн хэдий ч, талст, тийм гэсэн үг. анизотропи, долгионы векторуудын гадаргуу нь хотгор хэсгүүдтэй байх үед (Зураг 4) тусгал нь нэг хэлбэлзлийн салаанд хамаарах хоёр ойсон буюу хугарсан долгион үүсэх боломжтой.
Туршилтаар дууны долгионы хязгаарлагдмал цацраг ажиглагдаж, тархалтын чиглэл нь радиаль хурдаар тодорхойлогддог. NN" интерфэйс. Ялангуяа туссан нэг нь тохиолдлын хавтгайд хэвийн нэг тал дээр хэвтэж болно. Н,Энэ нь ослын цацраг юм. Энэ боломжийн хязгаарлагдмал тохиолдол нь туссан цацрагийн ташуу тусгалтай туссан цацрагийг давхцуулах явдал юм.

Цагаан будаа. 4. Ижил туйлшралын ойсон хоёр долгион үүсэх үед болорын чөлөөт гадаргуу дээр туссан акустик долгионы тусгал: а- ойсон долгионы долгионы векторыг тодорхойлох ( gнь радиаль хурдны векторууд); б- төгсгөлтэй хэсгийн дууны цацрагийн тусгалын схем.

О.х-ийн зан чанарт сулрах нөлөөлөл..коэффициент Хоёр хилийн орчинд дуу чимээ багасах тохиолдолд тусгал ба дамжуулалт нь дууны давтамжаас хамаарахгүй. Мэдэгдэхүйц сулрал нь зөвхөн коэффициентийн давтамжаас хамаардаггүй. тусгал R,гэхдээ тусгалын өнцгөөс хамаарлыг нь гажуудуулж, ялангуяа эгзэгтэй ойролцоо. булангууд (зураг 5, а). Шингэн ба хатуу биетийн хоорондох интерфейсээс тусгах үед чийгшүүлэх нөлөө нь өнцгийн хамаарлыг ихээхэн өөрчилдөг РРэйлийн өнцөгт ойрхон тусах өнцгөөр (Зураг 1). 5 B).Ийм тохиолдлын өнцгөөр өчүүхэн саармагжуулсан зөөвөрлөгчүүдийн хоорондын зааг дээр | Р|= 1 (муруй 1 Зураг дээр. 5, б).Унтралт байгаа нь хэн нэгэнд хүргэдэг | | Р| 1-ээс бага болж, хамгийн бага | | Р|(муруй 2 - 4). Давтамж нэмэгдэж, коэффициент нэмэгдэх тусам. сулралт, хамгийн бага гүн нэмэгддэг, f 0 , naz. тэг тусгалын давтамж, мин. үнэ цэнэ | Р| алга болохгүй (муруй 3, зураг 5, б). Давтамжийн цаашдын өсөлт нь хамгийн бага (муруй) тэлэлтэд хүргэдэг 4 ) сулруулах нөлөөллийн нөлөөллийн O. h. бараг ямар ч өнцгийн хувьд (муруй 5). Ирж буй долгионы далайцтай харьцуулахад туссан долгионы далайц багасах нь туссан цацраг нь хатуу биед нэвтэрнэ гэсэн үг биш юм. Энэ нь цацраг туяагаар өдөөгдөж, ойсон долгион үүсэхэд оролцдог, гоожиж буй Рэйли долгионыг шингээхтэй холбоотой юм. Дууны давтамж гарах үед едавтамжтай тэнцүү байна е 0 , тохиолдох долгионы бүх энерги интерфэйс дээр сарнина.

Цагаан будаа. 5. Өнцгийн хамаарал | Р| усны хил дээр - сулралтыг харгалзан ган: а- өнцгийн хамаарлын ерөнхий шинж чанар | Р|; хатуу шугам - алдагдлыг тооцохгүйгээр, тасархай шугам - унтралттай ижил; б- өнцгийн хамаарал | Рдолгионы урттай ган дахь хөндлөн долгионыг шингээх өөр өөр утгуудад Рэйлэй өнцгийн ойролцоо. Муруй 1 - 5 нь энэ параметрийн 3 x 10 -4 утгаас нэмэгдсэнтэй тохирч байна (муруй 1 ) хэт авианы цацрагийн давтамжийн харгалзах өсөлтөөс шалтгаалан = 1 (муруй 5) хүртэл.

O. h. давхарга болон хавтангаас.О. h. давхарга буюу хавтангаас резонансын . Ойсон болон дамжуулагдсан долгионууд нь давхрагын хил дээр долгионы олон тусгалын үр дүнд үүсдэг. Шингэн давхаргын хувьд туссан долгион нь Снелийн хуулиас тодорхойлогдсон хугарлын өнцгөөр давхаргад нэвтэрдэг. Дахин тусгалын улмаас давхрагад уртааш долгион үүсч, давхрагын хил дээр зурсан хэвийн өнцгөөр урагш болон урвуу чиглэлд тархдаг (Зураг 6, а). Өнцөг гэдэг нь давхаргын хил дэх тусгалын өнцөгт харгалзах хугарлын өнцөг юм. Хэрэв давхарга дахь дууны хурд -тай 2 илүү дууны хурд -тай 1 эргэн тойрон дахь шингэн, дараа нь ойсон долгионы систем нь зөвхөн нийт өнцөг int үед үүсдэг. тусгал \u003d arcsin (c 1 / c 2). Гэсэн хэдий ч хангалттай нимгэн давхаргын хувьд дамжуулагдсан долгион нь эгзэгтэй хэмжээнээс их тусгалын өнцгөөр үүсдэг. Энэ тохиолдолд коэффициент давхаргын тусгал нь abs болж хувирдаг. 1-ээс бага. Энэ нь гаднаас долгион ирж буй хилийн ойролцоох давхаргад давхрагын гүн рүү экспоненциал байдлаар унадаг нэгэн төрлийн бус долгион үүсдэгтэй холбоотой юм. Хэрэв давхаргын зузаан гнэг төрлийн бус долгионы нэвтрэлтийн гүнээс бага буюу түүнтэй харьцуулах боломжтой бол сүүлийнх нь давхаргын эсрэг талын хилийг хөндөж, үүний үр дүнд дамжуулсан долгион нь түүнээс хүрээлэн буй шингэн рүү цацагдана. Долгионы нэвчилтийн энэхүү үзэгдэл нь квант механик дахь бөөмийн нэвчилттэй адил юм.
Коэф. давхаргын тусгал

давхарга дахь долгионы векторын хэвийн бүрэлдэхүүн хэсэг болох тэнхлэг хаана байна z-давхаргын хилтэй перпендикуляр; Р 1 ба Р 2 - магадлал. O. h. үе үе юм аудио давтамжийн функц еба давхаргын зузаан г.Давхарга дундуур долгион нэвтрэн орох үед | R |нэмэгдэх тусам еэсвэл гмонотон байдлаар 1 рүү чиглэдэг.

Цагаан будаа. 6. Шингэн давхаргаас гарах дууны долгионы тусгал: а -тусгалын схем; 1 - хүрээлэн буй шингэн; 2- давхарга; b - тусгалын коэффициентийн модулийн хамаарал | R|намрын булан.

Илчлэх өнцгийн утгын f-хүрээ байдлаар | R |максимум ба минимумын системтэй (Зураг 6, б).Давхаргын хоёр талд ижил шингэн байгаа бол хамгийн бага цэгүүдэд R = 0. Давхаргын зузаан дахь фазын урагшлах хэмжээ хагас мөчлөгийн бүхэл тоотой тэнцүү байх үед тэг тусгал үүсдэг.

Хоёр дараалсан тусгалын дараа дээд орчинд гарч ирэх долгионууд эсрэг фазад байх ба бие биенээ таслан зогсоох болно. Эсрэгээр, бүх дахин туссан долгионууд ижил фазтай доод орчинд орж, дамжуулагдсан долгионы далайц хамгийн их болж хувирдаг. Давхаргын зузаанд бүхэл тооны хагас долгион багтах үед дамжуулалт явагдана. d=хаана . =1,2,3,..., - давхаргын материал дахь дууны долгионы урт; тиймээс (8) нөхцөл хангагдсан давхаргыг дуудна хагас долгион Харьцаа (8) нь чөлөөт шингэний давхаргад хэвийн долгион байх нөхцөлтэй давхцдаг. Үүнээс болж цацраг туяа нь давхаргад нэг буюу өөр ердийн долгионыг өдөөх үед давхаргуудаар бүрэн дамждаг. Давхарга нь эргэн тойрон дахь шингэнтэй шүргэлцсэний улмаас хэвийн долгион нь гоожиж байдаг: тархах явцад цацрагийн цацрагийн энергийг доод орчинд бүрэн шилжүүлдэг.
Давхаргын эсрэг талын шингэнүүд өөр байх үед хагас долгионы давхарга байгаа нь ирж буй долгионд ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. давхаргын тусгал нь коэффициенттэй тэнцүү байна. шууд байх үед эдгээр шингэний хилийн тусгал. холбоо барих. Акустик, түүнчлэн оптикийн хувьд хагас долгионы давхаргаас гадна гэж нэрлэгддэг. зузаан нь нөхцөлийг хангасан дөрөвний долгионы давхарга ( n= 1,2, ...).Тохирох акустикийг сонгох. Давхаргын эсэргүүцлийн хувьд та өгөгдсөн давтамжтай долгионы давхаргаас тэг тусгал авах боломжтой едавхаргад тусах тодорхой өнцгөөр . Ийм давхаргыг цацруулагчийн эсрэг акустик давхарга болгон ашигладаг.
Шингэн дотор дүрсэн хязгааргүй хатуу хавтангаас гарч буй дууны долгионы тусгалын хувьд шингэний давхаргын хувьд дээр дурдсан ойлтын шинж чанарыг ерөнхийд нь хадгална. Хавтан дахь дахин тусгалын үед уртааш долгионоос гадна зүсэлтийн долгионууд бас өдөөх болно. Хавтан дотор уртааш ба хөндлөн долгионууд тархах өнцөг ба , тус тус нь Снелийн хуулиар тусах өнцөгтэй холбоотой. Өнцөг болон давтамжийн хамаарал| Р| шингэний давхаргаас тусах тохиолдолд хамгийн их ба минимумуудын ээлжлэн солигдох системийг төлөөлөх болно. Цацрагийн цацраг нь түүний доторх ердийн долгионы аль нэгийг өдөөх үед хавтангаар бүрэн дамжуулалт үүсдэг бөгөөд эдгээр нь дараах байдалтай байна. Хурганы долгион. O. z-ийн резонансын дүр. Тэдний хоорондох акустик ялгаа багасч байгаа тул давхарга эсвэл хавтангаас арилдаг. байгаль орчны шинж чанаруудаас шинж чанарууд. Акустик өсөлт. болон | R(fd)|.

Хавтгай бус долгионы тусгал. Бодит байдал дээр зөвхөн хавтгай бус долгион байдаг; тэдгээрийн тусгалыг хавтгай долгионы тусгал болгон бууруулж болно. Монохромат дурын долгионы фронттой долгионыг ижил дугуй давтамжтай, гэхдээ ялгаатай хавтгай долгионоор төлөөлж болно. долгионы векторын чиглэлүүд k. Үндсэн Ослын цацрагийн шинж чанар нь түүний орон зайн - далайцын багц юм А(к) нийлээд туссан долгион үүсгэдэг хавтгай долгион. Abs. k-ийн утга нь давтамжаар тодорхойлогддог тул энэ нь бие даасан биш юм. Онгоцноос ойсон үед z= 0 хэвийн бүрэлдэхүүн хэсэг kzтангенциал бүрэлдэхүүнээр өгөгдөнө к х, к у: к з=Цацрагийн нэг хэсэг болох тус бүр нь интерфэйс дээр өөрийн өнцгөөр унаж, бусад долгионоос хамааралгүй тусдаг. F талбар( r) ойсон долгион нь бүх ойсон хавтгай долгионуудын давхцал хэлбэрээр үүсдэг бөгөөд туссан цацрагийн орон зайн спектрээр илэрхийлэгдэнэ. A(k x , k y) коэф. тусгал R(k x, k y):

Интеграци нь дур зоргоороо их хэмжээний утгын бүсийг хамардаг kxболон к y.Хэрэв туссан цацрагийн орон зайн спектр нь (бөмбөрцөг долгионы тусгал шиг) бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулна. kx(эсвэл к ж), том , дараа нь бодиттой долгионоос гадна туссан долгион үүсэхэд kzжигд бус долгионууд бас оролцдог бөгөөд үүний тулд k,-цэвэр үнэ цэнэ. 1919 онд Х.Вейлийн санал болгосон, Фурье оптикийн дүрслэлд улам боловсронгуй болгосон энэ арга нь нийцтэй байна. хавтгай интерфэйсээс дурын долгионы тусгалыг тайлбарлах.
O. z-ийг авч үзэхэд. зарчмууд дээр суурилдаг туяа хандлага бас боломжтой геометрийн акустик.Ослын цацрагийг интерфэйстэй харилцан үйлчилдэг цацрагийн багц гэж үздэг. Энэ нь туссан туяа нь Снелийн хуулийг дагаж мөрдөж, ердийн байдлаар тусч, хугардаг төдийгүй интерфэйс дээр тодорхой өнцгөөр туссан цацрагийн хэсэг нь өдөөгддөг гэдгийг харгалзан үздэг. n. хажуугийн долгион, түүнчлэн гоожсон (Рэйли болон бусад) эсвэл гоожиж буй долгион хөтлүүр (Хурга долгион гэх мэт). Интерфейсийн дагуу тархаж, ийм долгион нь дахин орчинд цацагдаж, туссан долгион үүсэхэд оролцдог. Дадлага хийхийн тулд тусгал нь бөмбөрцөг хэлбэртэй. долгионууд акустикаар мөргөлдсөн. хязгаарлагдмал огтлолын цацраг ба фокустай дууны цацраг.

Бөмбөрцөг долгионы тусгал. Тусгалын загвар нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байна. цэгийн эх үүсвэрээр I шингэнд үүссэн долгион О,дууны хурд хоорондын харьцаанаас хамаарна -тай 1 ба 2-оос I ба II шингэнтэй холбоо барих (Зураг 7). Хэрэв c t > c 2 бол эгзэгтэй өнцөг байхгүй бөгөөд тусгал нь геом хуулийн дагуу явагдана. акустик. Би хүрээлэн буй орчинд туссан бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. O". эх сурвалжийн төсөөллийн дүрсийг үүсгэх ба туссан долгион нь цэг дээр төвлөрсөн бөмбөрцгийн хэсэг юм. О".

Цагаан будаа. 7. Хоёр шингэний хоорондох бөмбөрцөг долгионы тусгал: Оболон О" -бодит төсөөллийн эх сурвалж; 1 - туссан бөмбөрцөг долгионы урд хэсэг; 2 - хугарсан долгионы урд хэсэг; 3 - хажуугийн долгионы урд.

Хэзээ в 2 лмөн шүүмжлэл бий туссан бөмбөрцөгт гадна I орчин дахь өнцөг. долгион, туссан цацрагийн өөр нэг бүрэлдэхүүн хэсэг үүсдэг. эгзэгтэй дор интерфэйс дээр туяа осол. өнцөг нь орчинд хурдтай тархдаг хоёр дахь долгионыг өдөөдөг -тай 2 интерфэйсийн дагуу болон I дунд руу дахин ялгардаг, гэж нэрлэгддэг бүрдүүлэх. Өө хамт О.Адараа нь дахин нүүсэн Лхагва I in decomp. цэгээс интерфэйсийн цэгүүд . доточки FROM,Энэ мөчид хугарсан долгионы урд хэсэг байна. NE өнцгөөр хил рүү налуу, цэг хүртэл сунадаг AT,толинд туссан бөмбөрцгийн урд хэсэгтэй нийлдэг газар. долгион. Сансар огторгуйд хажуугийн долгионы фронт нь сегментийг эргүүлэх явцад үүсдэг таслагдсан конусын гадаргуу юм. SWэргэн тойронд ОО".Бөмбөрцөг хэлбэртэй туссан үед. хатуу биеийн гадаргуугаас шингэн дэх долгион нь конус хэлбэртэй төстэй. интерфэйс дээр гоожиж буй Рэйли долгионы өдөөлтөөс болж долгион үүсдэг. Бөмбөрцөг хэлбэртэй тусгал. долгион - гол туршилтуудын нэг. геоакустик, сейсмологи, гидроакустик, далайн акустикийн арга.

Хязгаарлагдмал хөндлөн огтлолын акустик цацрагийн тусгал. Хамтарсан дууны цацрагийн тусгал, гол төлөв долгионы то-рых. цацрагийн нэг хэсэг нь хавтгайд ойрхон, хавтгай долгион туссан мэт тусгалын ихэнх өнцөгт тохиолддог. Цацраг тусгах үед эсвэл Рэйлийн өнцөг нь спекуляр тусгалтай хамт eff үүсдэг. хажуугийн эсвэл гоожиж буй Roley долгион. Энэ тохиолдолд ойсон цацрагийн талбар нь туяагаар туссан туяа ба дахин цацарсан долгионы суперпозиция юм. Цацрагийн өргөн ба зэргэлдээх зөөвөрлөгчүүдийн уян хатан, наалдамхай шинж чанараас хамааран хөндлөнгийн (зэрэгцээ) цацрагийн шилжилт нь интерфэйсийн хавтгайд (Schoch шилжилт гэж нэрлэгддэг) тохиолддог (Зураг 8) эсвэл цацрагийн мэдэгдэхүйц өргөсөлт ба нимгэн харагдах байдал

Цагаан будаа. 8. Ойлголтын үед цацрагийн хажуугийн шилжилт: 1 - ослын цацраг; 2 - тод туссан цацраг; 3- үнэндээ ойсон туяа.

бүтэц. Рэйлийн өнцгөөр цацраг тусах үед гажуудлын шинж чанарыг цацрагийн өргөн хоорондын харьцаагаар тодорхойлно. . цацрагууд. гоожиж буй Рэйлэй долгионы чийгшүүлэх

шингэн дэх дууны долгионы урт хаана байна, ГЭХДЭЭ -нэгтэй ойролцоо тоон хүчин зүйл. Хэрэв цацрагийн өргөн нь радиусуудын уртаас хамаагүй их байвал. Нарийн цацрагийн хувьд гоожиж буй гадаргуугийн долгион дахин ялгарснаас болж цацраг нь мэдэгдэхүйц өргөжиж, тэгш хэмтэй байхаа болино (Зураг 9). Товч туссан цацрагийн бүс нутагт хөндлөнгийн нөлөөллийн үр дүнд далайцын 0 минимум үүсч, цацраг нь хоёр хэсэгт хуваагдана. Коллимын өвөрмөц бус тусгал.

Цагаан будаа. 9. Төгсгөл огтлолтой дууны цацраг W шингэнээс хатуу биеийн T гадаргуу дээр Рэйлэй өнцгөөр тусах тусгал: 1 - ослын цацраг; 2 - туссан цацраг; а -тэг далайцтай талбай; б- цацрагийн сүүлний хэсэг.

Сүүлчийн тохиолдолд тусгалын өвөрмөц бус шинж чанар нь давхарга эсвэл хавтан дахь гоожиж буй долгион хөтлүүрийн горимуудын өдөөлтөөс шалтгаална. Төвлөрсөн хэт авианы цацрагийг тусгахад хажуугийн болон гоожиж буй долгионууд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ялангуяа эдгээр долгионыг ашигладаг микроскопиакустикакустик үүсэхэд зориулагдсан. зураг ба хадгалах хэмжээ, Лит.: 1) Brekhovskikh L. M., Waves in layered media, 2-р хэвлэл, М., 1973; 2) Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Гидродинамик, 4-р хэвлэл, М., 1988; 3) Бреховских Л.М., Годин О.А., Давхаргатай мэдээллийн акустик, В.М.Левин.

Физик нэвтэрхий толь бичиг. 5 боть. - М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. Ерөнхий редактор А.М.Прохоров. 1988 .

UMC болон бусад хүмүүсийн үзэж байгаагаар..

2-р бүлэг: Дууны үзэгдлүүд

Сэдэв:

Хичээлийн төрөл: нэгтгэсэн

Хичээлийн зорилго: дууны шинж чанар, дууны тусгал үзэгдлийн судалгаа

Хичээлийн зорилго (оюутнууд): дууны шинж чанар, дууны тусгалын талаархи мэдлэгийг олж авах

Хичээлийн зорилго: - дууны физик (далайц, давтамж) болон физиологийн (өндөр, чанга, тембр) шинж чанаруудын талаархи мэдлэгийг бүрдүүлэх;

Хувь хүний, зохицуулалтын, харилцааны бүх нийтийн сургалтын үйл ажиллагааг хөгжүүлэх;

Танин мэдэхүйн сонирхол, сониуч зан, суралцах эерэг сэдлийг төлөвшүүлэх.

Хичээлийн аюулгүй байдлын газрын зураг

Төлөвлөсөн метасэдвийн үр дүн:

Мэдээллийг аман болон график хэлбэрээр танилцуулах.

Янз бүрийн дуу авианы жишээг өг. Тухайн тохиолдол бүрт дууны эх үүсвэрийг зааж өгнө үү.

Дууны долгион хэрхэн үүсдэг вэ?

Янз бүрийн хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл дэх дууны долгионы хурдны талаар та юу мэдэх вэ?

Усан дахь дууны хурд яагаад агаараас хурдан байдаг вэ?

Танин мэдэхүйн үйл ажиллагаа: дууны үзэгдэл, дууны эх үүсвэр, тархалт, хурдны талаархи мэдлэгийг системчлэх, нэгтгэх.

Зохицуулалтын үйл ажиллагаа: үндсэн мэдлэгийг нөхөн үржих, залруулах явцад өөрийгөө болон ангийнханаа хянах.

3. Мэдлэгийг шинэчлэх

Багш аа. Хүн дуу авианы ертөнцөд амьдардаг. Бид хүмүүсийн дуу хоолой, шувуудын дуу, хөгжмийн зэмсгийн чимээ, ойн чимээ, ажлын машинуудын чимээг сонсдог. Эдгээр дуу чимээнд ямар нийтлэг зүйл байдаг вэ, тэд юугаараа ялгаатай вэ?

Оюутан.Нийтлэг зүйл бол бүх дуу чимээ нь хэлбэлздэг биетүүдээс (хүний ​​дууны утас, шувууд, хөгжмийн зэмсгийн утас, модны мөчир гэх мэт) ялгардаг бөгөөд эдгээр дуу чимээ нь жишээлбэл, чанга дуугаараа ялгаатай байж болно.

Багш аа.Дууны хэмжээг юу тодорхойлдог гэж та бодож байна вэ? Үүнийг хэрхэн тодорхойлдог вэ? Та энэ асуултын хариултыг мэдмээр байна уу? Маш сайн. Дууны шинж чанарыг судлах замаар бидний сонирхсон асуултанд хариулах болно. Хичээлийн сэдвийг бичнэ үү “Чанга ба өндөр. Дууны тусгал. Өнөөдөр бид дууны физик, физиологийн онцлогтой танилцаж, нам дууг өндөр, чанга, нам гүмээс ялгаж сурах, тембр гэж юу болохыг олж мэдэх, мөн дууны долгионы тусгалын хуулийг судлах болно.

4-р шат. Боловсролын шинэ материалыг сурах

4.1. Туршилтаар асуудлын нөхцөл байдлыг бий болгож, шийдвэрлэх. Субьектив туршлагыг бодит болгох

Багш аа.Дууны хэмжээг юу тодорхойлдог болохыг олж мэдье? Дараах туршилтыг хийцгээе.

Жагсаал. Тохируулагчийн ишийг алхаар цохино. Утас дээрх бөмбөлгүүдийг дуугарах сэрээ рүү авчирцгаая. Бид юу харж байна вэ, яагаад?

Оюутан. Тохируулагч нь дуугардаг тул сувгийн гол нь чичирдэг тул ирмэг нь тааруулагчаас үсэрдэг.

Багш аа. Хэрэв би илүү хүчтэй цохивол ирмэгийн тохируулагчаас зай өөрчлөгдөх болно гэж та бодож байна уу?

Оюутан. Бид тааруулагчийг илүү хүчтэй цохих тусам ирмэг нь илүү их (илүү) хазайх болно гэж би бодож байна.

Багш аа.Таамаглалаа шалгацгаая. (Жагсаал) Тюнинг сэрээгээр гарах дуу чимээ ямар ялгаатай вэ?

Оюутан.Түнгийн сэрээ нь янз бүрийн дуу чимээ гаргадаг. Бид тааруулагчийг илүү хүчтэй цохих тусам тохируулагчийн хөлний далайц ихсэх тул дуу чимээ илүү чанга болно.

Багш аа. Дууны хэмжээ нь хэлбэлзлийн далайцаас хамааралтай болохыг үзэг бүхий тохируулагч ашиглан тодорхой харуулж болно (Зураг 137-ийн дагуу).

Графикийн хувьд энэ хамаарлыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Багш аа.Дууны чанга байдал нь дууны эх үүсвэрийн чичиргээний далайцаар тодорхойлогддог дууны анхны физиологийн шинж чанар юм. Туршилтынхаа 2-р хэсэг рүү шилжье. Үзүүлэх ширээн дээр хоёр тохируулагч байдаг. Тэдний гадаад ялгаа нь юу вэ?

Оюутан: Тэд өөр өөр хэмжээтэй, өөр өөр жинтэй байдаг.

Багш аа.Жагсаал. Би эдгээр тохируулагчийн дууг үзүүлж, үр дүнг тайлбарлахыг санал болгож байна.

Оюутан.Эдгээр тохируулагч нь янз бүрийн дуу чимээ гаргадаг. Нэг нь бага, нөгөө нь өндөр. Энэ нь тэдний жинтэй холбоотой гэж би бодож байна. Ижил цохилтын хүчээр тааруулагчийн хөл өөр өөр давтамжтайгаар чичирнэ.

Багш аа. Энэ таамаглалыг шалгахын тулд бид тортог хавтан дээр тааруулагчийн чичиргээг тэмдэглэнэ. Эхний тааруулагч нь бага давтамжтай бөгөөд дуу чимээ багатай, хоёр дахь тохируулагч нь илүү өндөр дуу чимээ гаргадаг тул хэлбэлзлийн давтамж өндөр байх тусам дуу чимээ ихэсдэг.

Графикаар үүнийг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Тиймээс, давирхай нь чичиргээний давтамжаар тодорхойлогддог хоёр дахь физиологийн шинж чанар юм.

Бид бүрээний дууг төгөлдөр хуурын дуутай хэзээ ч андуурахгүй. Бид ээжийнхээ дуу хоолойг мянган хоолойноос таньдаг. Дууны тембр нь нэг дууг нөгөөгөөс нь ялгахад тусалдаг.

Тембр- нарийн төвөгтэй дууны долгионы бие даасан шинж чанар нь дуу чимээ нь янз бүрийн давтамжийн хэд хэдэн энгийн дуу авианаас бүрддэг, өөрөөр хэлбэл тодорхой "өнгөтэй" байдагтай холбоотой бөгөөд энэ нь дууны чанар бөгөөд үүнийг тембр гэж нэрлэдэг. . Энэ бол дууны өөр нэг физиологийн шинж чанар юм.

Одоо ямар хөгжмийн зэмсэг сонсогдож байгааг нэрлээд үзээрэй? (Компьютерийн бичлэг)

(Оюутны хариулт)

Багш аа.Эзлэхүүн, өндөр, өнгө аясДууны физиологийн шинж чанарууд нь бидний ойлголттой холбоотой байдаг. Дууны физиологийн шинж чанар нь физик шинж чанартай холбоотой бөгөөд энэ нь чанга дуу чимээг нам гүм, өндөр, нам, өөр өөр эх сурвалжаас ялгах боломжийг олгодог. Дууны физик шинж чанарууд юу вэ?

Оюутан.Дууны физик шинж чанар - далайц ба давтамж.

Багш аа. Одоо дууны долгионы үндсэн шинж чанаруудын нэгтэй танилцацгаая. Дууны долгион нь бусадтай адил тусах, хугарах боломжтой. долгионы тусгалсаад бэрхшээлээс гарах нь хамгийн түгээмэл үзэгдлүүдийн нэг юм. Энэхүү ойлтын хууль нь долгионы ерөнхий хууль бөгөөд өөрөөр хэлбэл дуу чимээ, гэрэл зэрэг аливаа долгионы хувьд хүчинтэй. Бид туршилтаар дэлгэцнээс долгионы тусгалыг ажиглах болно (141-р зургийн дагуу туршилт) Дууны тусгал нь тодорхой хуульд захирагддаг болохыг туршлага, ажиглалт харуулж байна: тусах өнцөг нь ойх өнцөгтэй тэнцүү байна.

Багш аа.Самбар дээрх туршлагын график тайлбарыг хийж, тусгалын өнцөг ба тусгалын хоорондын хамаарлын талаар дүгнэлт хийцгээе.

Оюутан. Тусгалын өнцөг нь тусах өнцөгтэй тэнцүү байна.

Багш аа.Дууны долгион тархах үед цуурай гэж нэрлэгддэг үзэгдэл ажиглагдаж болно. Үүнийг хаалтаас долгионы тусгах шинж чанараар тайлбарладаг.

Ойд, ууланд, дотор талд заримдаа ямар нэгэн саад тотгороос (ой, уулс, хана) дуу авианы тусгалыг сонсож болно. Хэрэв дууны долгион нь хэд хэдэн саад бэрхшээлээс дараалан тусч, бидэнд хүрч байвал бид үүнийг авдаг олонцуурай. Аянгын цуваа ижил гарал үүсэлтэй! Энэ бол асар том цахилгаан очны маш хүчтэй "хагарах"-ын олон удаагийн давталт юм.

Эхолокац нь дууны тусгалын шинж чанарт суурилдаг.

Зарим амьтад зайг тодорхойлохын тулд цуурайтах аргыг ашигладаг. Жишээлбэл, далайн гахайнууд цуурайтах аргыг ашиглан доод топографи, ах дүүс эсвэл олзныхоо байршлыг маш нарийвчлалтай тодорхойлдог. Сарьсан багваахайнаас илгээсэн хэт авиа нь боломжит олзонд тусч, хулгана авдаг. Дуут дохионы нислэгийн үед хулгана нь объект хүртэлх зайг маш нарийн тодорхойлдог.

Цуурай сонсогч - далайн гүнийг тодорхойлох тусгай төхөөрөмж нь дууны тусгалын үзэгдлийг бас ашигладаг. Далайн гүн заримдаа 10 км-ээс хэтэрдэг бөгөөд ийм гүнийг энгийн лотоор (олсоор уясан ачаа) хэмжих боломжгүй юм. Цуурай сонсогч нь хүчтэй, богино дуут дохиог гаргаж, дараа нь далайн ёроолоос ойсон цуурайг барьж авдаг.

https://pandia.ru/text/80/015/images/image010_21.jpg" өргөн "252" өндөр "189">

4.2. Оюутнуудын бие даасан ажил.

Сэдвийг үргэлжлүүлэн хөгжүүлэх, шинэ мэдлэгийг эзэмшихийн тулд оюутнуудыг ширээн дээр байгаа материалыг бие даан судлахыг урьж байна.

Багш аа.Нэмэлт материалыг судалж, зургийг харж, асуултанд хариулж, үе тэнгийнхний үнэлгээг хий

1) Сонсгол алдагдах шалтгаан юу вэ?

2) SANPIN-ийн дагуу дууны чанга байдлыг тодорхойлдог стандартууд юу вэ?

3) Зургийг хар. Дискогийн дууны хэмжээ эдгээр нормоос хэдэн децибелээр хэтэрсэн бэ?

Хүний чихэнд мэдрэгддэг дуу чимээ нь бидний эргэн тойрон дахь ертөнцийн талаархи мэдээллийн хамгийн чухал эх сурвалжуудын нэг юм. Чих нь маш сул, маш хүчтэй дуу чимээг хүлээн авдаг хамгийн нарийн төвөгтэй, нарийн эрхтэнүүдийн нэг юм. Сонсголын эрхтэн нь шөнийн цагаар ч гэсэн үргэлж "сэрүүн" байдаг бөгөөд зүүдэндээ гадны өдөөлтөд байнга өртдөг, учир нь жишээлбэл нүдийг гэрлээс хамгаалдаг зовхитой төстэй хамгаалалтын хэрэгсэл байдаггүй. Тиймээс хүний ​​чих нь зөвхөн механик гэмтлээс төдийгүй чанга дуу чимээнээс хамгаалагдсан байх ёстой!

Орчин үеийн дуу чимээний таагүй байдал нь амьд организмд өвдөлттэй урвал үүсгэдэг. Жишээлбэл, нисдэг тийрэлтэт онгоцны дуу чимээ нь зөгийд дарангуйлдаг, жолоодох чадвараа алддаг. Үүнтэй ижил чимээ нь зөгий авгалдайг устгаж, үүрэндээ шувууны өндөглөдөг өндөгийг задалдаг. Хүчтэй дуу чимээний нөлөөн дор үнээ бага сүү өгдөг, тахиа бага зэрэг яарч, шувууд эрчимтэй хайлж эхэлдэг, үрийн соёололт удааширч, ургамлын эсүүд хүртэл устдаг. Жишээлбэл, хотын мод, тэр ч байтугай "унтаж" байгаа газарт ч гэсэн байгалийн нөхцөл байдлаас эрт үхдэг нь санамсаргүй хэрэг биш юм.

Орчин үеийн мега хотуудад дуу чимээ хэд дахин нэмэгдсэн. 1960-1970-аад онд гудамжинд дууны түвшин 80 дБ-ээс хэтрэхгүй байсан бол одоо 100 дБ ба түүнээс дээш хэмжээнд хүрч байна. Олон завгүй хурдны зам дээр шөнө ч гэсэн дуу чимээ 70 дБ-ээс доош буудаггүй бол ариун цэврийн стандартын дагуу 40 дБ-ээс хэтрэхгүй байх ёстой.

ОХУ-ын томоохон хотуудад (Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Красноярск, Екатеринбург, Магнитогорск гэх мэт) ачаалал ихтэй хурдны зам дээр (цагт 6-8 мянган тээврийн хэрэгсэл) дуу чимээний дундаж түвшин 73-83 дБ байна. , хамгийн ихдээ - 90 дБ ба түүнээс дээш.

5-р шат Судалсан материалын ойлголтыг анхан шатны шалгалт

Зорилтот:судалж буй материалын үнэн зөв, мэдлэгийг бий болгох, дутагдлыг илрүүлэх, материалыг ойлгоход алдаа дутагдлыг арилгах

Гүйцэтгэлийн арга, техник: оюутнууд асуултаа бэлдэж, байгалийн цуурай, янз бүрийн хэмжээ, өндөртэй дуу чимээг ажиглах жишээ, тусгалын хуулийн чанарын асуудлыг шийдвэрлэх.

6. Боловсролын материалыг нэгтгэх үе шат

Зорилтот:нэгтгэх явцад судалж буй материалын ойлголтын түвшин, ойлголтын гүн гүнзгий байдлыг хангах.

Олж авсан мэдлэгээ нэгтгэх, гүнзгийрүүлэхийн тулд Дасгалын номыг ашигладаг: № 000, 259, даалгаврууд нь онолын мэдлэгийг практикт хэрэгжүүлэх боломжийг олгодог.

7-р шат. Гэрийн даалгавар.

Бүтээлч түвшний даалгаврыг бие даан бүтээлч ажил хийх боломжтой гэж үздэг хүмүүст санал болгодог.

8-р шат. Хичээлийг дүгнэж, эргэцүүлэн бодох

Зорилтот:ангийн болон бие даасан оюутнуудын ажилд чанарын үнэлгээ өгөх; сурагчдын үйл ажиллагааны сэдэл, багш, ангийнхантайгаа харилцах харилцааны талаар тусгах

Багш аа.Ингээд хичээлээ дүгнэе. Одоо бид дууны өндөр, чанга, тембр гэж юу болох, тэдгээр нь ямар физик хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог, дууны тусгал нь тодорхой хэв маягийг дагаж мөрдөж, цуурай гэх мэт үзэгдлийг ажиглахад хүргэдэг гэдгийг мэддэг болсон. дууны тусгалыг технологид ашиглах.

Хэрэв түүний замд ямар нэгэн саад тотгор байхгүй бол дуу чимээ гарч буй биеээс бүх чиглэлд жигд тархдаг. Гэхдээ саад бүр түүний тархалтыг хязгаарлаж чадахгүй. Гэрлийн туяа шиг жижиг картон цааснаас дуу чимээг хамгаалах боломжгүй. Дууны долгион нь ямар ч долгион шиг саад бэрхшээлийг тойрон гарах чадвартай бөгөөд хэмжээ нь долгионы уртаас бага байвал тэдгээрийг "анхаарахгүй". Агаарт сонсогдох дууны долгионы урт нь 15 м-ээс 0.015 м-ийн хооронд хэлбэлздэг.Хэрэв тэдний замд саад тотгор нь бага байвал (жишээлбэл, хөнгөн ойд модны их бие) байвал долгион нь тэднийг тойрон эргэлддэг. Том саад (байшингийн хана, чулуу) нь гэрлийн долгионтой ижил хуулийн дагуу дууны долгионыг тусгадаг: тусгалын өнцөг нь тусгалын өнцөгтэй тэнцүү байна. Цуурай нь саад бэрхшээлээс гарах дууны тусгал юм.

Дууны нэг орчиноос нөгөөд шилжих арга. Энэ үзэгдэл нь нэлээд төвөгтэй боловч ерөнхий дүрмийг дагаж мөрддөг: хэрэв нягтрал нь огцом ялгаатай, жишээлбэл, уснаас агаар хүртэл дуу чимээ нь нэг орчноос нөгөөд шилжихгүй. Эдгээр мэдээллийн хэрэгслийн хил хязгаарт хүрч, энэ нь бараг бүрэн тусгагдсан байдаг. Түүний энергийн маш бага хэсэг нь өөр орчны гадаргуугийн давхаргын чичиргээнд зарцуулагддаг. Голын ёроолд толгойгоо дүрж, та чанга дуу чимээг сонссон хэвээр байх болно, гэхдээ 1 м-ийн гүнд та юу ч сонсохгүй. Загас далайн гадаргаас дээш сонсогддог дуу чимээг сонсдоггүй, харин усанд чичирч буй биеийн дууг сайн сонсдог.

Нимгэн хананы дундуур чимээ сонсогддог, учир нь энэ нь чичиргээ үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь аль хэдийн өөр өрөөнд байгаа дууг дахин гаргаж байгаа мэт санагддаг. Сайн дуу чимээ тусгаарлагч материал - ноос, хөвөн хивс, хөөс бетон эсвэл сүвэрхэг хуурай гипсээр хийсэн хана нь агаар ба хатуу биетийн хооронд маш олон интерфэйстэй байдгаараа ялгаатай. Эдгээр гадаргуу бүрээр дамжин өнгөрөхөд дуу чимээ дахин дахин тусдаг. Гэхдээ үүнээс гадна дуу чимээ тархаж буй орчин нь түүнийг шингээдэг. Агаар, усны дуслын хооронд шингэдэг манантай харьцуулахад ижил дуу чимээ нь цэвэр агаарт илүү сайн, илүү хол сонсогддог.

Янз бүрийн давтамжийн дууны долгион агаарт янз бүрээр шингэдэг. Илүү хүчтэй - өндөр дуу чимээ, бага - басс гэх мэт бага. Тийм ч учраас хөлөг онгоцны шүгэл маш бага дуу чимээ гаргадаг (түүний давтамж нь 50 Гц-ээс ихгүй): бага дуу чимээ илүү хол зайд сонсогддог. Москвагийн Кремлийн том хонх "Агуу Иван" хонхны цамхаг дээр өлгөгдсөн хэвээр байх үед 30 милийн зайд сонсогдов - 30 Гц давтамжтай (фа субоктав) дуугарав. Хэт авиа, ялангуяа усанд бага шингэдэг. Загас тэднийг хэдэн арван, хэдэн зуун километрийн турш сонсдог. Гэхдээ хэт авиа нь маш хурдан шингэдэг: 1 МГц давтамжтай хэт авиа нь агаарт 2 см-ийн зайд хагасаар суларч, 10 кГц-ийн дууг 2200 м-т хагасаар сулруулдаг.

Дууны долгионы энерги

Бодисын хэсгүүдийн (агаарын молекулуудыг оруулаад) эмх замбараагүй хөдөлгөөнийг дулаан гэж нэрлэдэг. Дууны долгион агаарт тархах үед түүний хэсгүүд нь дулааны гадна нэмэлт хөдөлгөөн - чичиргээг олж авдаг. Ийм хөдөлгөөн хийх энерги нь чичиргээт бие (дууны эх үүсвэр) -ээр агаарын хэсгүүдэд өгдөг; Энэ нь хэлбэлзэж байх үед энерги нь түүнээс хүрээлэн буй агаар руу тасралтгүй шилждэг. Дууны долгион цааш өнгөрөх тусам суларч, энерги багатай байдаг. Бусад уян орчинд дууны долгионтой ижил зүйл тохиолддог - шингэн, металл.

Дуу нь бүх чиглэлд жигд тархдаг бөгөөд агшин бүрт нэг импульсээс үүссэн шахсан агаарын давхаргууд нь бөмбөгний гадаргууг үүсгэдэг бөгөөд түүний төвд дуугардаг бие байдаг. Ийм "бөмбөг" -ийн радиус ба гадаргуу байнга нэмэгдэж байна. "Бөмбөлөг"-ийн улам бүр том, том гадаргуу дээр ижил хэмжээний энерги унадаг. Бөмбөгний гадаргуу нь радиусын квадраттай пропорциональ байдаг тул нэг квадрат метр гадаргуугаар дамжин өнгөрөх дууны долгионы энергийн хэмжээ нь дуугарч буй биеээс зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна. Тиймээс дуу чимээ нь алсаас сул болдог. Оросын эрдэмтэн Н.А.Умов эрчим хүчний нягтын урсгалын тухай ойлголтыг шинжлэх ухаанд нэвтрүүлсэн. Дууны хүчийг (эрчмийг) энергийн урсгалын хэмжээгээр хэмжих нь бас тохиромжтой. Дууны долгион дахь эрчим хүчний нягтын урсгал нь долгионы чиглэлд перпендикуляр нэгж гадаргуугаар секундэд өнгөрөх энергийн хэмжээ юм. Эрчим хүчний нягтын урсгал их байх тусам дууны хүч нэмэгдэнэ. Эрчим хүчний урсгалыг квадрат метр тутамд ваттаар (Вт / м²) хэмждэг.