Общая акустика

  

Общая акустика. М. А. Исакович. Учебное пособие. Издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, М., 1973 г.

Книга представляет собой введение в теорию упругих волн. В ней излагаются общие закономерности поведения упругих волн в различных акустических ситуациях, устанавливаются точки зрения, позволяющие единообразно рассматривать разнородные акустические явления, выясняются внутренние связи между явлениями. Главное внимание уделено подробному выяснению физической сущности разбираемых вопросов, без привлечения сложного математического аппарата. В книгу включен ряд вопросов, представленных до сих пор только в специальной научной литературе. Основное содержание книги относится к изучению плоских и сферических упругих волн разных типов, как основных видов волн, встречающихся в большинстве теоретических и прикладных задач. Большое число детально рассмотренных задач позволяет также использовать книгу как справочное пособие.

В основу книги положен курс общей акустики, читаемый автором в Московском физико-техническом институте.



Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ
ГЛАВА I. УПРУГИЕ ВОЛНЫ
§ 1. Распространение упругих волн
§ 2. Волновое поле. Частица среды
§ 3. Задачи акустики
§ 4. Скорость звуковых волн
§ 5. Одномерная волна. Способ «остановки движения»
§ 6. Поперечные волны на струне
§ 7. Изгибные волны на стержне
§ 8. Продольные плоские волны в жидкости
§ 9. Волны малой амплитуды. Линеаризация
§ 10. Замечание относительно закона Гука
ГЛАВА II. ОБЩИЕ УРАВНЕНИЯ АКУСТИКИ. ПЛОСКИЕ ВОЛНЫ
§ 12. Граничные условия
§ 13. Полная система акустических уравнений и ее упрощение (линеаризация). Особенность картины сплошной среды в акустике
§ 14. Лапласова и ньютонова скорости звука. Температурные колебания в звуковой волне
§ 15. Принцип суперпозиции волн
§ 16. Волновое уравнение
§ 17. Одномерная задача. Плоская волна
§ 18. Гармонические плоские волны. Стоячие волны
§ 19. Акустика микронеоднородных сред. Температурные и вязкие волны
§ 20. Поршневое излучение плоской волны. Импульс бегущей плоской волны
ГЛАВА III. ГАРМОНИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ
§ 21. Гармонические волны
§ 22. Комплексная запись гармонических волн
§ 23. Разложение Фурье волны с произвольной зависимостью от времени
§ 24. Спектральные разложения волн
§ 25. Плоские гармонические волны
§ 26. Сохранение формы бегущих гармонических плоских волн. Дисперсионное уравнение
§ 27. Групповая скорость. Распространение узкополосного сигнала
§ 28. Распространение широкополосного сигнала в диспергирующей среде
§ 29. Пространственное спектральное разложение по плоским волнам
§ 30. Поршневое излучение
§ 31. Пристраивание плоской волны в среде к бегущейволне давления на плоскости
§ 32. Неоднородные плоские волны
§ 33. Пространственный спектр по плоским волнам для любого распределения давления на плоскости
§ 34. Пространственный спектр по плоским волнам для любого распределения нормальных скоростей на плоскости
§ 35. Волны, модулированные по фронту
§ 36 Волны комплексных частот
ГЛАВА IV. ЭНЕРГИЯ ЗВУКОВЫХ ВОЛН
§ 38. Плотность энергии в звуковой волне
§ 39. Плотность потока мощности в звуковой волне
ГЛАВА V. ОТРАЖЕНИЕ И ПРОХОЖДЕНИЕ ПЛОСКИХ ВОЛН ПРИ НОРМАЛЬНОМ ПАДЕНИИ
§ 40. Отражение и прохождение звука
§ 41. Отражение от идеальных границ. Метод мнимых изображений
§ 42. Правильное отражение. Отражение гармонических волн
§ 43. Отражение и прохождение звука на границе двух сред
§ 44. Плавное изменение свойств среды. Лучевая картина
§ 45. Проводимость и импеданс линейного препятствия. Поле перед препятствием
§ 46. Отражение от «сосредоточенной массы» и прохождение через нее
§ 47. Отражение от «сосредоточенной упругости» и прохождение через нее
§ 48. Отражение от резонатора. Согласование двух сред
§ 49. Препятствия в виде плоскопараллельных слоев
§ 50. Отражение негармонических волн
§ 51. Теория длинных линий
§ 52. Узкая труба и стержень как длинные линии
ГЛАВА VI. НАКЛОННОЕ ПАДЕНИЕ ПЛОСКИХ ВОЛН
§ 53. Отражение и прохождение плоских волн при наклонном падении. Закон Снеллиуса
§ 54. Отражение и прохождение звука на границе двух сред
§ 55. Анализ формул Френеля
§ 56. Отражение гармонических волн и импульса при закритических углах скольжения. Полное отражение
§ 57. Рефракция лучей в неоднородной среде
§ 58. Проводимость и импеданс при синусоидальном распределении давления по плоскости. Отражение от поверхности с заданной проводимостью. Учет, неидеальности среды
§ 59. Поверхностная волна вблизи плоской границы, характеризуемой нормальной проводимостью
§ 60. Применение теории длинных линий к задачам о наклонном падении волн
ГЛАВА VII. ВОЛНЫ В УЗКИХ ТРУБАХ
§ 62. Гармонические волны в узкой трубе
§ 63. Ограниченные трубы. Собственные колебания в ограниченных трубах
§ 64. Труба, ограниченная крышками с конечной проводимостью
§ 65. Крышки с потерями
§ 66. Свободные колебания в трубах. Задачи с начальными условиями
§ 67. Вынужденные колебания в трубах
§ 68. Распространение звука в трубах с податливыми стенками
ГЛАВА VIII. ВОЛНОВОДЫ
§ 69. Волноводное распространение звука
§ 70. Нормальные волны. Плоская задача
§ 71. Волноводы с идеальными стенками
§ 72. Нормальная проводимость стенок
§ 73. Поглощающие стенки
§ 74. Создание гармонического поля в волноводе
§ 75. «Затягивание» импульса в волноводе
§ 76. Волновод с прямоугольным сечением
§ 77. Стоячие волны в помещении
§ 78. Произвольные свойства стенок
§ 79. Распространение инфразвука в море. Плоская задача
§ 80. Распространение инфразвука в море. Трехмерная задача
§ 81. Круглая труба как волновод
ГЛАВА IX. СФЕРИЧЕСКИ-СИММЕТРИЧНЫЕ ВОЛНЫ
§ 82. Сферические волны
§ 83. Сферически-симметричные волны
§ 84. Скорость частиц в сферически-симметричной волне
§ 85. Гармонические сферически-симметричные волны
§ 86. Сферически-симметричные колебания сферического объема жидкости
§ 87. Монополь. Объемная скорость
§ 88. Сопротивление среды в сферической волне. Присоединенная масса
§ 89. Колебания упругой сферы в среде. Колебания газового пузырька в воде
§ 90. Мощность излучения монополя. Плотность энергии в сферически-симметричной волне
§ 91. Лучевая картина для монополя, Монополь в слоисто-неоднородной среде
§ 92. Монопольный приемник
§ 93. Совместная работа нескольких монополей
§ 94. Характеристики направленности системы монополей
§ 95. Приемные системы из монопольных приемников
§ 96. Близкорасположенные монополи
§ 97. Мощность, излучаемая при совместном действии близкорасположенных монополей
§ 98. Монополь в волноводе
§ 99. Взаимодействие монополей в волноводе
ГЛАВА X. ДИПОЛЬ
§ 100. Диполь. Момент диполя
§ 101. Диполь как осциллирующая сфера. Кардиоидный излучатель
§ 102. Присоединенная масса диполя. Сила диполя
§ 103. Влияние идеальных стенок на излучение диполя
§ 104. Мощность излучения диполя
§ 105. Негармонический дипольный источник
§ 106. Осцилляции и излучение звука малым твердым телом под действием сторонней силы
§ 107. Вращающийся диполь
§ 108. Дипольное излучение малых тел, осциллирующих с большой амплитудой. Дипольное излучение вращающихся тел
ГЛАВА XI. РАССЕЯНИЕ ЗВУКА
§ 109. Рассеяние звука на препятствии
§ 110. Малое препятствие, отличающееся от среды только сжимаемостью
§ 111. Малое препятствие, отличающееся от среды только плотностью
§ 112. Рассеяние звука пузырьком газа в жидкости
§ 113. Резонатор Гельмгольца. Рассеяние звука резонатором Гельмгольца
§ 114. Рассеяние звука в слабо неоднородной среде
§ 115. Рассеяние от слабо шероховатой поверхности
ГЛАВА XII. ПОГЛОЩЕНИЕ ЗВУКА
§ 116. Затухание звука
§ 117. Затухание звука в результате поглощения
§ 118. Различные механизмы поглощения звука
§ 119. Индикаторные диаграммы для частицы среды
§ 120. Расчет коэффициентов поглощения звука для различных механизмов поглощения
ГЛАВА XIII. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЛН КОНЕЧНОЙ АМПЛИТУДЫ
§ 121. Волны конечной амплитуды
§ 122. Плоская бегущая волна конечной амплитуды (точное решение)
§ 123. Нахождение квадратичной поправки методом малых возмущений
§ 124. Квадратичная поправка в плоской волне
§ 125. Квадратичная поправка для бегущей плоской волны
§ 126. Нелинейное взаимодействие волн. Акустическое детектирование
§ 127. Затухание волн конечной амплитуды, обусловленное нелинейностью
§ 128. О нелинейных поправках высших порядков
§ 129. Распространение плоской волны конечной амплитуды в среде с дисперсией скорости
§ 130. Стоячие волны конечной амплитуды
§ 131. Уравнения квадратичной поправки для неодномерных волн
§ 132. О нелинейном взаимодействии плоских волн, бегущих под углом друг к другу
ГЛАВА XIV. УПРУГИЕ ВОЛНЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ
§ 133. Твердое тело как акустическая среда
§ 134. Тензор деформации
§ 135. Тензор напряжений
§ 136. Закон Гука
§ 137. Граничные условия для твердых тел
§ 138. Однородные деформации. Различные модули упругости
§ 139. Продольные и поперечные плоские волны в твердом теле
§ 140. Общие уравнения распространения волн в твердом теле
§ 141. Скалярный и векторный потенциалы
ГЛАВА XV. ОТРАЖЕНИЕ И ПРОХОЖДЕНИЕ ПЛОСКИХ ВОЛН В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ. ТВЕРДЫЕ ВОЛНОВОДЫ
§ 143. Отражение и прохождение звука на границе жидкости и твердой среды
§ 144. Рэлеевская волна
§ 145. Влияние граничащей среды на поверхностные волны
§ 146. Твердые волноводы
ГЛАВА XVI. СФЕРИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ
§ 147. Типы сферических волн в твердом теле
§ 148. Сферически-симметричные волны. Радиальные колебания твердой сферы
§ 149. Монополь в твердой среде
§ 150. Колебания сферической полости в твердом теле. Рассеяние на резонансной полости
§ 151. Крутоль
§ 152. Диполь в твердом теле