Линза акустическая. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Линза акустическая - устройство, осуществляющее фокусировку звука посредством изменения длины пути, проходимого в нём акустич. волной, и преломления звука на его граничных поверхностях. Подобно оптич. линзам Л. а. ограничены двумя рабочими поверхностями и выполняются из материала, скорость звука в к-ром с₂ отлична от скорости звука в окружающей среде c₁. Они могут быть изготовлены из твёрдых веществ, жидкостей или газов; в последних двух случаях жидкость или газ заключают в оболочку, к-рая должна быть достаточно тонкой, чтобы обеспечить макс. прохождение энергии и незначит. дополнит. отклонение лучей при преломлении. Л. а. бывают плоско-выпуклыми, плоско-вогнутыми, двояковыпуклыми, двояковогнутыми и выпукло-вогнутыми. Л. а., образующие сходящиеся волновые фронты, наз. собирающими, или фокусирующими, а расходящиеся - рассеивающими. В зависимости от значения показателя преломления для звуковых волн п=с₁/с₂ Л. а. наз. замедляющими при

и ускоряющими при

. При выборе материала для Л. а. стремятся к тому, чтобы его волновое сопротивление минимально отличалось от волнового сопротивления окружающей среды, а также - чтобы коэф. поглощения звука

в материале линзы на рабочей частоте был мал.

Рис. 1. Собирающие акустические линзы: а - замедляющая; б - ускоряющая;

- сходящийся волновой фронт; f - фокусное расстояние;

- угол раскрытия фронта;

- текущий угол; F - фокус.

Плоско-эллиптическая ускоряющая (рис. 1, б)и плоско-гиперболическая замедляющая (рис. 1, а) Л. а. применяются для концентрации энергии плоской волны, распространяющейся в направлении акустич. оси. Для получения звуковых изображений, напр. в систе-

мах звуковидения с целью уменьшения аберрации, применяют Л. а. со сферич. преломляющей поверхностью. Ускоряющие Л. а. дают меньшие сферич. аберрации, чем замедляющие. Плоско-гиперболическая ускоряющая и плоско-эллиптическая замедляющая Л. а. являются рассеивающими. Такие Л. а. употребляются для создания равномерных УЗ-полей в большей части пространства при использовании излучателей малых размеров.

Осн. параметр Л. а--фокусное расстояние f. Для плоско-сферич. Л. а. в случае параксиального пучка лучей где R_Кр - радиус кривизны преломляющей поверхности. Для собирающей Л. а. коэф. усиления звукового давления К существенно зависит от коэф. поглощения

УЗ-волн в материале Л. а., напр. для Л. а. со сферич. преломляющей поверхностью

где l - толщина Л. а.,

- коэф. усиления той же Л. а. в отсутствие потерь.

Фокусирующие Л. а. могут создаваться путём плавного непрерывного изменения п материала - т. н. неоднородные Л. а. К ним относятся сферич. или цилиндрич. линзы Люнеберга (рис. 2) радиуса а, для к-рой n(r)=

(r-расстояние от центра или оси). Осн. свойство такой Л. а. состоит в том, что плоская волна, падающая на неё по любому направлению, собирается в фокусе на её поверхности.

Коэф. прохождения звуковой волны через обычную Л. а. с плавным изменением профиля (рис. 1) зависит от её толщины l, достигая максимума при l=

(п=0, 1, 2, ...) и минимума при l=(2п- 1)

где

- длина УЗ-волны в материале линзы. Чтобы обеспечить максимум прохождения звуковой волны, делают т. н. зональные Л. а. ступенчатой формы с толщиной ступеней, равной

(рис. 3). Существуют волноводные Л. а., представляющие собой набор каналов, различающихся по акустич. длине пути на

В фокусе такой Л. а. происходит синфазное сложение волн, прошедших через каналы. Л. а. с переменным фокусным расстоянием представляют собой оболочку из податливого материала, напр. резины, заполненную жидкостью, с

Изменяя статич. давление жидкости внутри оболочки, можно менять её радиусы кривизны и тем самым - фокусное расстояние.

Литература по акустическим линзам

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.