Физика и практика спектральной сейсморазведки

О нас

Услуги

Оборудование

Книги по теме

I. ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ ИЗЛОЖЕНИЯ МАТЕРИАЛА

Согласно существующим методологическим представлениям, основанием для развития теории той или иной области физики должно быть наличие соответствующего эмпирического материала. Если это касается, как в данном случае, теории физического поля, то таким основанием должен быть некоторый накопленный опыт измерений, какие-то экспериментально выявленные эффекты и явления, либо фундаментальное положение математики.
Если бы я поставил перед собой задачу изложить принципы общепринятой теоретической акустики твердых сред и сейсморазведки, я должен был бы предложить эксперименты, с помощью которых можно было бы доказать:

Постоянство скорости распространения упругих колебаний в однородных по вещественному составу средах;
Наличие эхо - сигналов, то есть факт прямолинейного распространения зондирующего сигнала в твердых средах и отражение его от границ по законам зеркального отражения;
Наличие упругих колебаний различных типов;
Возможность определения граничных условий, что необходимо для дальнейшего решения волнового уравнения.

     Поскольку ничего из перечисленного экспериментально доказать и определить невозможно¹, излагать принципы общепринятой теоретической акустики твердых сред и сейсморазведки я не буду.
     Основой спектрально - акустического направления теории поля упругих колебаний является математически доказанный факт, заключающийся в том, что гармонический (синусоидальный), в том числе, и гармонический затухающий процесс - может быть создан только одним способом, а именно, с помощью колебательной системы. Иначе говоря, если некий сигнал является гармоническим (в том числе, и затухающим), следовательно должна существовать колебательная система, которая его породила, поскольку гармонический процесс не может быть создан какой бы то ни было интерференцией (реверберацией) либо какими-то иными методами и средствами.
     Обязательное следование изложенному в предыдущем абзаце положению привело меня к обнаружению нескольких новых, неизвестных ранее физических эффектов. Явления и эффекты, обнаруженные в ходе развития спектрально - акустического направления, описаны в работах [1, 2]. В качестве фундамента всего повествования приведем четыре из них, наиболее простых для понимания пока еще неподготовленным читателем.

¹ За частичным исключением 3-го пункта, поскольку продольные и поперечные волны теперь, после обнаружения эффекта акустического резонансного поглощения оказалось возможным.

I.1. Явление преобразования ударного воздействия на плоскопараллельную структуру в единичный гармонический затухающий процесс

Суть явления:
При ударном механическом воздействии на плоско - параллельную структуру, материал которой - металл, стекло, керамика или горная порода, отклик представляет собой единичный затухающий гармонический (синусоидальный) процесс, частота которого f₀ связана с его толщиной (в геологии говорят - мощностью) h и скоростью сдвиговых (поперечных) упругих колебаний V_сдв. следующим соотношением:

Vсдв.= h*f₀ , или иначе, h= V_сдв./f₀ (I.1)

То есть объекты из перечисленных сред являются резонаторами.
Противоречие с существующими представлениями состоит в том, что, с одной стороны, согласно с общепринятой в акустике точкой зрения, любые колебательные процессы в акустике должны описываться интерференцией между отдельными отражениями, а с другой, согласно математически доказанным положениям, гармонический процесс не может быть создан интерференцией.

I.2. Эффект акустического резонансного поглощения (АРП)

     Суть явления:
     При использовании пьезокерамических излучателя и приемника, при нормальном (то есть под прямым углом) ультразвуковом прозвучивании пластины из металла, стекла, керамики или горной породы на частоте f₀, равной собственной частоте пластины по ее толщине (в соответствии с выражением (I.1)), то есть на резонансе, поле упругих колебаний сквозь пластину-резонатор не проходит, но при этом не возрастает и отражение от нее. Та часть сигнала, которая на других частотах проходит сквозь эту пластину, на частоте f₀ переизлучается пластиной-резонатором через ее собственные торцы.
     Противоречие с существующими представлениями состоит в том, что, согласно с общепринятой точкой зрения, никакая интерференция при нормальном падении остронаправленного звукового пучка на поверхность пластины не может изменить направление этого пучка на 90⁰.

I.3. Явление плавного уменьшения скорости распространения фронта упругих колебаний вблизи свободных поверхностей звукопроводящих сред

     Суть явления:
     При нормальном ультразвуковом прозвучивании слоев - резонаторов скорость фронта зондирующего импульса при распространении внутри этих слоев плавно уменьшается вблизи обеих границ.
     Этот эффект радикально противоречит самой основе теоретической акустики, согласно которой скорость распространения упругих колебаний в однородных средах есть величина постоянная.

I.4. Явление локального усиления

     Суть явления:
     В случае ударного точечного воздействия на поверхность слоя - резонатора можно наблюдать зону, в которой амплитуда колебаний с удалением от точки ударного возбуждения не уменьшается, как должно быть в соответствии с общепринятой логикой, а наоборот, увеличивается. Зона эта находится на расстоянии r от точки ударного возбуждения, примерно равном толщине этого слоя - резонатора h.
     Наличие участка, на котором акустический сигнал с удалением от источника не уменьшается, а увеличивается, казалось бы, противоречит представлениям, связанным с законом сохранения энергии.
     Подробное описание физики этих явлений будет осуществляться по мере изложения материала.

Обсудить статью

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

Поддержка и продвижение сайта "Геофизпрогноз"

Реклама на сайте: