 |
 |
О нас | Услуги | Оборудование | Книги по теме | Примеры | Связь | Карта | Форум | Видео | En |
2.2.1. Проверка постоянства скорости звука в однородных средахПроверка факта постоянства (или непостоянства) скорости Vfr в пределах конкретного объекта осуществлялась следующим образом. Прозвучивая пластину насквозь, мы получаем значение скорости Vfr путем деления толщины пластины h на величину времени Δt, в течение которого звук проходит сквозь пластину. При этом величина Vfr является средним значением скорости распространения фронта по толщине h. В дальнейшем обозначаем ее как Vm(middle). Если скорость движения фронта упругих колебаний одинакова во всех точках исследуемой пластины, то значение определяемой нами скорости Vm будет одним и тем же, независимо от ее толщины. Если же скорость движения фронта неодинакова в различных зонах прозвучиваемых пластин, то определяемая скорость будет как-то изменяться при изменении толщины пластины. Следуя этой логике, определение скорости было осуществлено в нескольких пластинах из стекла, различающихся по толщине h от 2 до 20мм. Затем точно так же были прозвучены пластины из оргстекла, поскольку этот материал уже проявил себя в измерениях, описанных выше. На рис.2-1 приведены графики зависимостей Vm(h).
График 1 отражает зависимость Vm(h), полученную при прозвучивании пластин из оргстекла. Как видим, определяемая скорость распространения упругих волн в оргстекле не зависит от толщины пластины и равна V1. И, стало быть, в оргстекле скорость постоянна и одинакова во всех точках объекта. И, еще раз напомню, что в оргстекле собственные упругие колебания не возникают. И совсем другое дело, если точно так же исследовать пластины из стекла. График 2 получен при прозвучивании стеклянных пластин. Здесь величина скорости Vm явно зависит от толщины пластины. С увеличением толщины пластины h скорость Vm сначала увеличивается довольно резко, а затем более плавно, приближаясь к максимальному значению, равному V2max. Отметим, что зависимость, геометрически подобная графику 2, была затем получена и при прозвучивании пластин из металлов и сплавов, керамики и горных пород. Полученную зависимость 2 необходимо осмыслить. То, что такая зависимость является свидетельством непостоянства скорости движения фронта упругих колебаний при прохождении их сквозь стеклянную пластину - это бесспорно4. Но вот каков характер этого непостоянства... В принципе, подобную зависимость значения средней скорости при изменении расстояния между пунктами отправления и прибытия имеет любое транспортное средство. Поскольку как начало движения, так и окончание его характеризуется плавным изменением скорости, то с уменьшением длины пути влияние участков плавного изменения скорости на значение средней скорости увеличивается, и поэтому само значение средней (крейсерской) скорости уменьшается. Что касается характера изменения скорости звука, то здесь возможны варианты. Так, зависимость Vm(h) будет подобна графику 2 на рис.2-1, если закон изменения скорости движения фронта будет таким, как это показано на рис.2-2а.
То есть, если, проходя сквозь пластину, фронт сначала разгоняется на протяжении участка Δ1h от значения Vfr. min, затем двигается с максимальной скоростью Vfr. max, а затем, перед выходом из пластины, на протяжении участка Δ2h снова замедляется. Но точно такая же зависимость Vm(h) будет и в том случае, если зависимость Vfr(h) будет несимметричной. Например, если будет только одна зона с плавным изменением скорости фронта (Δ1h или Δ2h). Естественно, что необходимо было выяснить, как именно изменяется скорость фронта при прохождении через пластину.
4 Я сам смирился с тем, что зависимость Vm(h) в большинстве твердых сред имеет такой вид только после трех лет непрерывных усовершенствований измерительной установки, когда уже не осталось места для каких бы то ни было сомнений. Технические подробности этих измерений - в книге на сайте www.newgeophys.spb.ru
|
||||||
