О кварцевых резонаторах и многое другое...
О нас Услуги Оборудование Книги по теме Примеры Связь Карта Форум Видео En

Назад в основную статью "Свойства колебательных систем в виде плоскопараллельных структур"

Приложение N 3

Звукопроводные свойства слоев-резонаторов

     Согласно существующим представлениям, при распространении поля упругих колебаний вдоль плоскопараллельных структур происходит уменьшение его интенсивности с увеличением расстояния l от источника и по следующему закону. Сначала, при малых значениях расстояния от источника поля, уменьшение поля происходит очень резко, поскольку фронт волны имеет форму сферы, а затухание происходит пропорционально изменению площади фронта, то есть, пропорционально l2. При l>h фронт волны становится цилиндрическим, площадь его растет пропорционально первой степени l, и скорость затухания с удалением от излучателя уменьшается. Эта картина иллюстрируется графиком а на рис.3-1.

При l больше h фронт волны становится цилиндрическим, площадь его растет пропорционально первой степени l, и скорость затухания с удалением от излучателя уменьшается
Рис. 3-1

     Этот график описывает реальную ситуацию в том случае, если исследуется лист из оргстекла.
     Совсем другое дело, когда исследуется лист из стекла (металла и т.д. или исследуемый объект - породный слой). В этом случае зависимость затухания от расстояния до излучателя имеет вид графика б. Сначала идет резкое уменьшение амплитуды сигнала, а затем, при l≈h, имеет место положительный экстремум, после чего, при l>h затухание с удалением от излучателя становится мало заметным.
     Если график а понятен и логичен, то график б никак не увязывается, казалось бы, ни с законами сохранения, ни со здравым смыслом. Хотя на самом деле, на практике, именно эта зависимость соответствует результатам многочисленных измерений и просто жизненных ситуаций.
     Так, военным специалистам, занимающимся испытаниями подземных взрывных устройств, известно, что зачастую разрушается не тот объект, который находится ближе к эпицентру взрыва, а тот, который находится дальше от него. Далее, при взрыве глубинной бомбы в пределах жидкостного (водяного) слоя сверхдальнего распространения звука, находящегося в Индийском и Тихом океане на глубине около 1000м, звук в этом слое приобретает гармонический характер, и распространяется со скоростью, примерно вдвое меньшей, чем скорость звука в воде, не затухая на протяжении тысяч километров. То есть, в воде формируется жидкостный слой-резонатор.
     Получить график б проще всего при проведении измерений на слое известняка, залегающего в кровле подземных выработок на месторождении горючих сланцев в г. Сланцы Ленинградской области. Там хорошо виден и экстремум, и отсутствие затухания.
     Сейчас, когда начинает приходить понимание физики формирования собственных колебаний в слоях-резонаторах, становится понятным график б:

  • В результате импульсного воздействия источника и возникает два процесса. Один из них - возникновение собственных колебаний по толщине слоя-резонатора. Второй - распространение этих колебаний вдоль слоя-резонатора.
  • Вдоль слоя-резонатора во все стороны от источника распространяется не импульс, который создал источник, а собственный колебательный процесс, возникший в результате импульсного воздействия источника.
  • Вблизи l≈h возникает синфазность этих двух процессов, в результате чего амплитуда колебаний увеличивается, в общем случае, в два раза.
  • Как показано в основном тексте, звукопроводность слоя-резонатора имеет мнимый характер, и поэтому подходить к затуханию при распространении вдоль слоя с позиций закона сохранения нельзя. Точно так же, по той же причине, в силу мнимости, распространяются без затухания радиоволны вокруг всего земного шара, позволяя связываться радиолюбителям, находящимся на противоположных сторонах Земли, имеющим одноваттные передатчики.

     Скорость распространения поля упругих колебаний (определяемая по моменту первого вступления) вдоль слоя-резонатора, в принципе, соответствует декларированным в литературе кинематическим характеристикам. Так, в непосредственной близости от излучателя скорость всегда имеет весьма незначительную величину. В сейсморазведке это явление известно, и даже есть узаконенный термин - ЗМС (зона малых скоростей). Однако в сейсморазведке это объясняется тем, что скорость снижается в приповерхностных, рыхлых и выветрелых горных породах.
     В данном случае, когда модель - лист из стекла, никакого рыхлого слоя нет и быть не может, и уменьшение скорости в ближней (от источника) зоне связано с тем, что эта зона является зоной формирования собственного колебательного процесса.
     При увеличении l скорость увеличивается, стремясь к значению, составляющему примерно 0,6 от скорости Vfr, получаемой при сквозном прозвучивании слоя-резонатора. Скорость распространения поля вдоль породного слоя стремится к величине, примерно равной 2500м/с.

Назад в основную статью "Свойства колебательных систем в виде плоскопараллельных структур"


Обсудить статью 



При использовании материалов сайта ссылка на www.newgeophys.spb.ru обязательна Публикации о нас

Начало | О нас | Услуги | Оборудование | Книга 1 Книга 2 Книга 3 |  Примеры | Связь | Карта сайта | Форум | Ссылки | О проекте | En

Поддержка и продвижение сайта "Геофизпрогноз"


Rambler's Top100 Rambler's Top100

Реклама на сайте: