О
flu
о
Характеристики систем звуковидения
Рабочие частоты
Линейное разрешение
500 ≈ 3000 МГц 1-10 МГц
100≈500 кГц 10 ≈ 100 кГц Ifi ≈100 Гц
10≈50 мкм 0.5≈4 мм
1≈20 см
0,2≈3 м 20≈300 м
Область применения
Акустич. микроскопия ор-ганич. и нсоргашгч. струн-тур
УЗ медицинская диагностика, неразрушающий контроль и дефектоскопия
Подводное звуковидение на расстояниях до 100 м
Гидролокаторы бокового обзора дна
Сейсмич. голография, сей-сморазвндка полезных ископаемых, строение зем-най коры
74
3. применяется в океанологии для получения изображений морского дна и природных структур, поиска иатипушпих предметов, обеспечения ИОДБОДШШ навигации, осмотра подводных сооружений и др. В дефектоскопии 3. используется при УЗ-коитродс для обнаружении скрытых дефектов в разл. материалах и конструкциях (раковины, трещины, инородные включения и др.). В медицине оно применяется для получения информации о структуре внутр. органов (сердца, печени, почек), сосудов и др. благодаря тому, что УЗ хорошо поглощается мягкими тканями, в от-личгге от ронтг. излучения, и практически безопасен
для пациента.
Лит.: Свет В. Д., Методы акустической голографии, Л,, 1976; Г р с г у ш П., Звуковиденис, пер. с англ,, М., 1982.
В. Д. Свет.
ЗВУКОВОЕ ДАВЛЕНИЕ ≈ переменная часть давления, возникающая в среде при прохождении звуковой волны: образующиеся о среде сгущения и разрежения создают добавочные изменения давления по отношению к среднему внеш. (статич.} давлению.
Часто пользуются понятием эфф. (действующего) зиачсния 3. д., т. к. именно эту величину обычно измеряют а опыте. Эфф. 3. д. равно квадратному корню из ср. значения квадрата мгновенного 3. д. в заданной неподвижной точке пространства за соответствующий интервал времени (под мгновенным 3. д. понимается полное давление в какой-то момент времени в данной точке за вычетом статич. давления в той жо точке). Если 3. д, меняется периодически, то временной интервал усреднения должен быть равен целому числу периодов или значительно превышать период. В синусоидальной звуковой волне эфф. 3. д. ръ связано
с амплитудой/>0 3. д, выражением: р9=ро/У~2. Уровень 3. д.-≈ это выраженное но шкале децибел отношение данного 3. д. к условно-пороговому значению 3. д, />0=2-10~б Па. Единицей измерения 3. д. в системе СИ служит 1Па≈1 Н/ма; в системе СГС единица 3. д, 1 бар = 1 дии/смг=:10"1 Па; иногда 3. д. измеряют в атмосферах (1 атм≈10б бар).
Данное выше определение 3. д. относится к случаю распространения звука в газах и жидкостях, где имеются только нормальные силы к любым выделенным площадкам в среде, т. е. давление.
Для изотропных тв╦рдых тел понятие давления применимо только в случае всестороннего растяжения в сжатия. В общем же случае произвольной деформации напряж╦нное состояние тела уже нельзя характеризовать одной скалярной величиной ≈ давлением ≈ и приходится пользоваться понятием тензора упругих напряжений (см. Упругие волны),
3. д. следует отличать от давления звука (см. Давление звукового излучения).
Лит.: Исакович М, А,, Общая акустика, М., 1973,
В. А. Красил г никоя.
ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ ≈ совокупность пространственно-временных распределений величин, характеризующих
рассматриваемое звуковое возмущение. Важнейшие из них: звуковое давление /?, колебательная скорость частиц v, колебательное смещение частиц ft относительное изменение плотности (т. н. акустич. сжатие) s=6p/p (где р ≈ плотность среды), адиабатич. изменение темп-ры б Г, сопровождающее сжатие и разрежение среды. При введении понятия 3. п. среду рассматривают как сплошную и молекулярное строение вещества во внимание не принимают. 3, п. изучают либо методами геометрической акустики, либо на основе теории волн.
При достаточно гладкой зависимости величин, характеризующих 3. п., от координат и времени (т. е. при отсутствии скачков давления и колебат. скорости от точки к точке) задание пространственно-временной зависимости одной из этих величин (напр., звукового давления) полностью определяет пространственно-временные зависимости всех остальных. Эти зависимости определяются ур-ииями 3. п., к-рые в отсутствие дисперсии скорости звука сводятся к волновому ур-нию для каждой из величин и ур-ниям, связывающим эти величины между собой. Напр., звуковое давление Удовлетворяет волновому ур-нию
а при известном р можно определить остальные характеристики 3. п. по ф-лам:
-\vdt-t s =
ре2
п rit-г ri
y-i
ctpc2
где с ≈ скорость звука, у≈<?«/еу ≈ отношение тепло╦мкости при пост, давлении к теплоемкости при пост, объ╦ме, а ≈ коэф. теплового расширения среды. Для гармонич, 3, а. волновое ур-ние переходит в ур-ние
3, а. волновое
Гельмгольца: &p-\-k*p=Qt где А= ш/с ≈ волновое число для частоты to, а выражения для и и £ принимают вид:
V ~
gratlp;
рш1
Кроме того, 3.D. должно удовлетворять граничным условиям, т. е. требованиям, к-рые налагают на величины, характеризующие 3. п,, фаз. свойства границ ≈ поверхностей, ограничивающих' сроду, поверхностей, ограничивающих помещ╦нные в среду препятствия, и поверхностен раздела раял. сред. Напр., на абсолютно жесткой границе нормальная компонента колебат. скорости vn должна обращаться в нуль; на свободной поверхности должно обращаться в пуль звуковое давление; на границе, характеризующейся импедансом акустическим, p/vn должно равняться удельному акустич. импедансу границы; на поверхности раздела двух сред величины р и ь>└ по обе стороны от поверхности должны быть попарно равны. В реальных жидкостях ц газах имеется дополнит, граничное условие: обращение в нуль касательной компоненты колебат. скорости на ж╦сткой грашщс или равенство касательных компонент на поверхности раздела двух сред.
В тв╦рдых телах внутр. напряжения характеризуются не давлением, а тензором напряжений, что отражает наличие упругости среды по отношению к изменению не только е╦ объ╦ма (как в жидкостях и газах), но и формы. Соответственно усложняются и ур-ния 3, п., и граничные условия. Ещ╦ более сложны ур-ния для анизотропных сред.
Ур-пип 3. п. и граничные условия отнюдь не определяют сами по себе вид волн; в разл. ситуациях в тон же среде при тех же граничных условиях 3. п. будут иметь разный вид. Ниже описаны разные виды 3. п., возникающие в разл. ситуациях.
1) Свободные волны ≈ 3. п., к-рое можот существовать во всой иеогранич. сроду в отсутствие внеш. воз-
