т.2 No 1

3

Поперечные акустические волны в газе

С.Б. Каравашкин и О.Н. Каравашкина

Специализированная лаборатория фундаментальных исследований СЕЛФ

e-mail: selftrans@yandex.ru , selflab@mail.ru

Рассмотрены результаты эксперимента, проведенного с целью выявления и первичного исследования свойств поперечной акустической волны в газовой среде. Представлено теоретическое обоснование существования такой волны в газовой среде, где отсутствует способность передавать поперечную деформацию. Этот эффект возможен при противофазных продольных колебаниях источников. Теоретически доказано и экспериментально подтверждено, что в результате такого наложения формируется волна, обладающая всеми свойствами волнового процесса в свободном пространстве. Поперечная акустическая волна обладает ближней и дальней зоной и присущими им характерными свойствами. Результат такой суперпозиции может рассматриваться как независимый волновой процесс в дальней зоне, поскольку его свойства принципиально отличаются от свойств интерференции, которая основывается, как известно, на принципе колебательной суперпозиции. В этой зоне экспериментально установлена устойчивая фаза запаздывания сигнала, а также присутствие поляризационной плоскости и исчезновение инверсии сигнала, типичной для ближней зоны и интерференции.

Ключевые слова: волновая физика, акустика, генерирование и распространение акустических волн, методика генерирования поперечных акустических волн, поляризационный метод в исследовании акустических волн.

1. Введение

Общеизвестно, что “ни в газах, ни в жидкостях невозможна поперечная сдвиговая деформация, необходимая для поперечных волн” [1, с. 157]. Иначе говоря, “в жидкостях и газах не существует упругого сопротивления поперечным смещениям частиц, но лишь изменению объёма, т.е. сжатию и разрежению. Поэтому в таких веществах могут распространяться только продольные волны…” [2, с. 114].

Приведенное условие столь жёстко устанавливает запрет, что экспериментальная проверка возможности возбуждения поперечных волн в газе и жидкости официально не проводилась. Во всяком случае, в литературе описания подобных экспериментов нет. Как подсказал одному из авторов проф. Доак (Institute of Sound and Vibration, Southampton, UK), "в 1823 г. мр. Витстоун упоминал "поляризацию" акустических волн, но это было за много лет до того, как последующие физики поняли, что акустические волны в потоке могут быть наилучшим образом описаны одиночным скалярным акустическим потенциалом скорости. (Статья Витстоуна появилась в Annals of Philosophy, № 20, август 1823г.)" [3].