"Хоёр далайн нууц" роман болон ижил нэртэй адал явдалт кинонд баатрууд хэт авианы зэвсгээр төсөөлшгүй зүйлийг хийсэн: тэд чулууг сүйтгэж, асар том халимыг алж, өөрсдийн хөлөг онгоцыг устгасан. дайснууд. Энэхүү бүтээл нь XX зууны 30-аад онд хэвлэгдсэн бөгөөд дараа нь ойрын ирээдүйд хүчирхэг хэт авианы зэвсэг бий болно гэж үзэж байсан - энэ нь технологийн хүртээмжтэй холбоотой юм. Өнөөдөр шинжлэх ухаан хэт авианы долгионыг зэвсэг болгон гайхалтай гэж баталж байна.
Өөр нэг зүйл бол хэт авиан аппаратыг энхийн зорилгоор ашиглах (хэт авианы цэвэрлэгээ, цооног өрөмдөх, бөөрний чулуу бутлах гэх мэт). Дараа нь бид том далайц, дууны эрчимтэй акустик долгион хэрхэн ажилладагийг ойлгох болно.
Хүчтэй дууны онцлог
Шугаман бус эффект гэсэн ойлголт байдаг. Эдгээр нь зөвхөн хангалттай өвөрмөц нөлөө юмхүчтэй долгион ба тэдгээрийн далайцаас хамаарна. Физикийн хувьд хүчирхэг долгионыг судалдаг тусгай хэсэг хүртэл байдаг - шугаман бус акустик. Түүний судалж буй цөөн хэдэн жишээ бол аянга, усан доорх дэлбэрэлт, газар хөдлөлтийн газар хөдлөлтийн долгион юм. Хоёр асуулт гарч ирнэ.
- Нэгдүгээрт: дууны хүч юу вэ?
- Хоёрдугаарт: шугаман бус эффект гэж юу вэ, тэдгээрт ер бусын зүйл юу вэ, тэдгээрийг хаана ашигладаг вэ?
Акустик долгион гэж юу вэ
Дууны долгион нь дунд хэсэгт хуваагддаг шахалтын ховор хэсэг юм. Түүний аль ч газарт даралт өөрчлөгддөг. Энэ нь шахалтын харьцаа өөрчлөгдсөнтэй холбоотой юм. Хүрээлэн буй орчны анхны даралт дээр үүссэн өөрчлөлтийг дууны даралт гэнэ.
Дууны энергийн урсгал
Долгион нь орчныг гажуудуулдаг энергитэй (хэрэв дуу чимээ агаар мандалд тархдаг бол энэ нь агаарын уян хатан хэв гажилтын энерги юм). Үүнээс гадна долгион нь молекулуудын кинетик энергитэй байдаг. Эрчим хүчний урсгалын чиглэл нь дууны ялгарах чиглэлтэй давхцдаг. Нэгж хугацаанд нэгж талбайгаар дамжин өнгөрөх энергийн урсгал нь эрчмийг тодорхойлдог. Мөн энэ нь долгионы хөдөлгөөнтэй перпендикуляр талбайг хэлнэ.
Эрчим
Эрчим I болон акустик даралт p хоёулаа орчны шинж чанараас хамаарна. Бид эдгээр хамаарлын талаар ярихгүй, бид зөвхөн p, I ба орчны шинж чанаруудтай холбоотой дууны эрчмийн томьёог өгөх болно - нягтрал (ρ) ба орчин дахь дууны хурд (c):
I=p02/2ρc.
Эндp0 - акустик даралтын далайц.
Хүчтэй, сул дуу чимээ гэж юу вэ? Хүч (N) нь ихэвчлэн дууны даралтын түвшингээр тодорхойлогддог - энэ нь долгионы далайцтай холбоотой утга юм. Дууны эрчмийн нэгж нь децибел (дБ).
N=20×lg(p/pp), дБ.
Энд pp бол 2×10-5 Па-тай тэнцэх нөхцөлөөр авсан босго даралт юм. Даралт pp ойролцоогоор эрчимтэй тохирч байна Ip=10-12 W/m2 нь 1000 Гц давтамжтай агаарт байгаа хүний чихэнд мэдрэгдэх маш сул дуу юм. Дуу нь илүү хүчтэй байх тусам акустик даралтын түвшин өндөр байна.
Эзлэхүүн
Дууны хүч чадлын талаархи субьектив санаанууд нь чанга байдлын тухай ойлголттой холбоотой, өөрөөр хэлбэл чихэнд мэдрэгддэг давтамжийн мужтай холбоотой байдаг (хүснэгтийг харна уу).
Тэгээд давтамж нь хэт авиан шинжилгээний хүрээнд энэ хязгаараас гадуур байвал яах вэ? Ийм нөхцөлд (1 мегагерц давтамжтай хэт авиан шинжилгээг хийх явцад) лабораторийн нөхцөлд шугаман бус нөлөөллийг ажиглахад хялбар байдаг. Шугаман бус нөлөөлөл мэдрэгдэх хүчтэй акустик долгион гэж нэрлэх нь утга учиртай гэж бид дүгнэж байна.
Шугаман бус эффект
Дууны эрч хүч бага энгийн (шугаман) долгион нь хэлбэр дүрсээ өөрчлөхгүйгээр орчинд тархдаг нь мэдэгдэж байна. Энэ тохиолдолд ховордох ба шахалтын бүсүүд хоёулаа орон зайд ижил хурдтайгаар хөдөлдөг - энэ нь орчин дахь дууны хурд юм. Хэрэв эх сурвалж болдолгион үүсгэх ба дараа нь түүний профиль нь түүнээс аль ч зайд синусоид хэлбэрээр үлдэнэ.
Хүчтэй дууны долгионы үед зураг өөр байна: шахалтын хэсгүүд (дууны даралт эерэг) дууны хурдаас давсан хурдтай, ховор тохиолддог хэсгүүд нь дууны хурдаас бага хурдтай хөдөлдөг. өгөгдсөн хэрэгсэл. Үүний үр дүнд профайл маш их өөрчлөгддөг. Урд гадаргуу нь маш эгц болж, долгионы ар тал нь илүү зөөлөн болдог. Ийм хүчтэй хэлбэрийн өөрчлөлт нь шугаман бус нөлөө юм. Долгион хүчтэй байх тусмаа далайц ихсэх тусам профайл илүү хурдан гаждаг.
Удаан хугацааны туршид өндөр эрчим хүчний нягтралыг акустик цацраг ашиглан хол зайд дамжуулах боломжтой гэж үздэг. Урам зориг өгсөн жишээ бол барилга байгууламжийг устгах, нүх гаргах, хол зайд байх чадвартай лазер байв. Гэрлийг дуугаар солих боломжтой юм шиг санагддаг. Гэсэн хэдий ч хэт авианы зэвсгийг бүтээх боломжгүй хүндрэлүүд байдаг.
Ямар ч зайд зорилтот түвшинд хүрэх дууны эрчмийн хил хязгаар байдаг нь харагдаж байна. Хол байх тусам эрч хүч багасна. Дундажаар дамжин өнгөрөх үед акустик долгионы ердийн уналт нь үүнтэй ямар ч холбоогүй юм. Давтамж нэмэгдэхийн хэрээр сулрал нь мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч шаардлагатай зайд ердийн (шугаман) сулралтыг үл тоомсорлож болохуйцаар сонгож болно. Усан дахь 1 МГц давтамжтай дохионы хувьд энэ нь 50 м, хангалттай том далайцтай хэт авианы хувьд ердөө 10 см байж болно.
Сансар огторгуйн аль нэг газар долгион үүсдэг гэж төсөөлье. Түүний дуу чимээ нь шугаман бус нөлөөлөл нь түүний зан төлөвт ихээхэн нөлөөлнө. Хэлбэлзлийн далайц нь эх үүсвэрээс холдох тусам буурна. Энэ нь хурдан болох тусам анхны далайц p0 болно. Маш өндөр утгуудад долгионы задралын хурд нь p0 анхны дохионы утгаас хамаардаггүй. Энэ процесс долгион задарч, шугаман бус нөлөөлөл зогсох хүртэл үргэлжилнэ. Үүний дараа энэ нь шугаман бус горимд хуваагдана. Цаашид сулрах нь шугаман акустикийн хуулийн дагуу явагддаг, өөрөөр хэлбэл энэ нь хамаагүй сул бөгөөд анхны эвдрэлийн хэмжээнээс хамаардаггүй.
Тэгвэл хэт авиан шинжилгээг олон салбарт хэрхэн амжилттай ашигладаг вэ: тэдгээрийг өрөмдөж, цэвэрлэдэг гэх мэт. Эдгээр заль мэхийг хийснээр ялгаруулагчаас хол зай бага тул шугаман бус унтралт эрч хүчээ авч амжаагүй байна.
Цочролын долгион яагаад саад бэрхшээлд ийм хүчтэй нөлөө үзүүлдэг вэ? Дэлбэрэлт нь нэлээд алслагдсан байгууламжийг сүйтгэж чаддаг нь мэдэгдэж байна. Гэхдээ цочролын долгион нь шугаман бус тул задралын хурд нь сул долгионыхоос өндөр байх ёстой.
Хамгийн гол нь: ганц дохио нь үе үе шиг ажилладаггүй. Түүний оргил утга нь эх үүсвэрээс холдох тусам буурдаг. Долгионы далайцыг (жишээлбэл, дэлбэрэлтийн хүчийг) нэмэгдүүлснээр өгөгдсөн (бага ч гэсэн) зайд саад тотгорыг их хэмжээгээр дарах, улмаар түүнийг устгах боломжтой.
