т.2 No 1

15

Поперечные акустические волны в газе

При переходе к дальней зоне, степень затухания амплитуды существенно уменьшается, а также рост запаздывания фазы, и где-то около 320- 340 мм (для данной установки и данной частоты) процесс полностью стабилизируется. Запаздывание фазы растет полностью пропорционально. Экспериментальные точки дают гладкую прямую линию. Инверсия волны полностью прекращается. Единственно, амплитуда сигнала изменяется очень неустойчиво; возможно, это связано с установочным характером эксперимента. Выявленное отличие закономерностей распространения волны до и после 320 мм недвусмысленно свидетельствует о переходе акустической волной из ближней в дальнюю зону как об области трансформации свойств. Таким образом, диаграммы поляризации, показанные на рис. 7 б, также относятся к дальней зоне. В свою очередь, это также подтверждает прогрессивный характер поляризованной акустической волны в газовой среде.

На основе зависимости _d (r) мы с помощью (4) построили график средней скорости v распространения волны от расстояния между излучателем и приемником. Эта зависимость показана на рис. 8 в. Она также подтверждает результаты, полученные ранее. В ближней зоне скорость волны приблизительно вдвое меньше, чем в дальней. Действительно, это объясняет столь быстрый рост задержки фазы. В дальней зоне скорость распространения стабилизируется на уровне, характерном для продольной акустической волны в свободном пространстве. Это можно объяснить формированием поперечной акустической волны путем суперпозиции продольных акустических волн. Однако факт существенного изменения свойств при переходе к дальней зоне свидетельствует, что в результате этого процесса сформировалась именно поперечная волна, со всеми присущими ей свойствами. Об этом свидетельствует исчезновение инверсии волны, типичное для процесса интерференции, а также установившееся запаздывание фазы с расстоянием между излучателем и приемником.

5. Выводы

В результате проведенного исследования мы экспериментально установили факт излучения/приема поперечной акустической волны в газовой среде.

Мы выявили, что этой волне присущи общие свойства волнового процесса. Пространство распространения волны четко делится на ближнюю и дальнюю зоны.

В ближней зоне для поперечной акустической волны характерны низкая скорость распространения, быстрое затухание амплитуды и периодические инверсии от излучателя с возрастанием расстояния от излучателя. Тем не менее, в этой зоне стоячая волна отсутствует, поскольку мы несомненно установили, что запаздывание фазы возрастает с расстоянием от источника сигнала. В дальней области скорость распространения волны возрастает, а степень затухания существенно уменьшается. Инверсии волны исчезают. Рост задержки фазы с расстоянием уменьшается.

Исследование, проведенное как установочный эксперимент, несомненно свидетельствует, что поперечная акустическая волна в газовой среде существует.