СЕЛФ

16

С.Б. Каравашкин и О.Н. Каравашкина

3. Анализ характера волнового процесса в ближней зоне акустического и ЭМ полей

Для полноценного анализа обратим внимание, что в обоих сравниваемых экспериментах измерялась не некоторая компонента фазы запаздывания сигнала, а суммарная фаза запаздывания волнового процесса в пространстве. Это важно с той точки зрения, что в существующих теоретических расчётах как акустических, так и ЭМ динамических полей общее решение, как правило, представляют в форме двух слагаемых, одно из которых убывает с расстоянием пропорционально (1/r), а второе пропорционально (1/r²). В ближней зоне первым слагаемым пренебрегают, а второе слагаемое приводят к виду стоячей волны. Ранее во введении и в работе [11] мы показали это на примере расчётов ЭМ излучателя. Выводы относительно ближней зоны акустических излучателей аналогичны.

"При записи в явном виде реальной и мнимой частей двух импедансов имеем

для пульсирующей сферы

Эти выражения справедливы, конечно, для всех положений r a. При малых расстояниях (сравнимых с длиной волны) kr << 1 оба импеданса преимущественно реактивны, что для пульсирующей сферы соответствует приближению к ₀a₀ikr, а для осциллирующей сферы - к ₀a₀ikr/2. Таким образом, в непосредственной близости от малой пульсирующей или осциллирующей сферы (или, следуя выводу, вблизи любого малого излучателя) акустическое поле в значительной мере реактивно, давление приблизительно не в фазе со скоростью частицы. Средняя радиальная акустическая напряженность поля пропорциональна действительной части удельного акустического импеданса" [16, с. 25]. Однако, как показывают эксперименты, разделение на ближнюю и дальнюю зоны следует производить не по критерию kr << 1 и kr >> 1, а по критерию r < (6 10) и r > (6 10), поскольку в ближней зоне фаза запаздывания волнового процесса имеет сложную зависимость от расстояния, что отражается и на значении фазовой скорости. Вначале фазовая скорость велика и резко уменьшается к концу этой области. Это, кстати, область, в которой принято считать акустический импеданс чисто мнимым, что соответствует отсутствию фазовой скорости. Однако, как мы видим, эксперименты показывают обратное: в этой области фазовая скорость очень велика, и в начале области может превышать значение установившейся скорости в дальней зоне. В средней области ближней зоны фазовая скорость не обращается в ноль, но значительно уменьшается. Это соответствует большому значению фазы запаздывания (кстати, обращение фазовой скорости в ноль символизировало бы бесконечную фазу запаздывания, что соответствует эффекту дальнодействия), которая в третьей области несколько уменьшается, и к концу этой области фазовая скорость стабилизируется на уровне, соответствующем известным значениям в дальней области поля.

Таким образом, с одной стороны мы видим полное соответствие экспериментальных результатов для ближней зоны акустического и ЭМ полей, а с другой стороны, мы наблюдаем несоответствие общепринятых теоретических подходов к расчёту полей экспериментальным характеристикам. Для акустических полей одиночных пульсирующих сфер, как показано в работе [20], ближнее поле описывается динамическим неконформным отображением единичной полу-полосы в плоскости Z на плоскость W. Суперпозиция таких сфер, разнесенных на некоторое расстояние и колеблющихся в противофазе, может служить моделью излучателя поперечной акустической волны - а значит, и поле поперечной волны в комплексной форме должно описываться функциями, неаналитическими по Коши - Риману, но аналитическими в общем смысле, согласно определениям, данным в статье [21].

Для ближней зоны ЭМ динамического поля полуэмпирические зависимости уже существуют, но с установлением аналогии между акустическим и ЭМ динамическими полями могут быть существенно уточнены.

Однако главным преимуществом установленной аналогии является снятие противоречия между газоподобными свойствами эфира и свойствами поперечных ЭМ полей.

3. Выводы

В результате проведенного исследования установлена корреляция между характером волнового процесса в ближней зоне акустической поперечной волны и ЭМ волны. Показано, что в обоих случаях ближняя зона разделяется на три характерных области. В первой области, примыкающей к излучателю, фазовая скорость волны выше установившейся скорости в дальней зоне, но быстро спадает при переходе ко второй области. Во второй области фазовая скорость минимальна (но не обращается в ноль) и величина минимума, скорее всего, зависит от импеданса поверхности отражения, в третьей области фазовая скорость растёт и на расстоянии r = (6 10)  она стабилизируется на значении, характерном для дальней области. Тем самым полностью снимается противоречие между газоподобными свойствами эфира и свойствами поперечной ЭМ волны.