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, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.