Фокусирование звуковых и ультрозвуковых волн - Каневский И.Н.
Фокусирование звуковых и ультрозвуковых волн
Автор: Каневский И.Н.Издательство: М.: Наука, под редакцией Петруница Н.А.
Год издания: 1977
Страницы: 336
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94
Скачать:
И. H. КАНЕВСКИЙ
Фокусирование
звуковых
и ультразвуковых
волн
И. Н. КАНЕВСКИЙ
ФОКУСИРОВАНИЕ
ЗВУКОВЫХ
И УЛЬТРАЗВУКОВЫХ
волн
издательство «наука»
главная редакция физико-математической литературы
Москва 1977
534 К 19
УДК 534
Фокусирование звуковых и ультразвуковых волн. И. Н. Каневский. Монография. Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», M., 1977 г.
Книга посвящена фокусированию упругих волн. В ее первой части изложены методы расчета характеристик сходящихся волновых фронтов на основании единого подхода, базирующегося на взаимосвязи параметров поля в фокальной области и на волновом фронте. Вторая часть посвящена экспериментальному исследованию и практическому применению фокусирующих систем в различных областях науки и техники.
В книге использован современный математический аппарат в со* четании с конкретными рекомендациями по конструированию и применению звуковых фокусирующих систем.
Книга рассчитана на широкий круг специалистов в области физической и технической акустики, ультразвуковой техники и технологии, ультразвуковой терапии, хирургии и диагностики, а также на лиц, занимающихся конструированием фокусирующих систем в гидролокации, радиолокации и оптике.
Рис. 85, табл. 8, библ. 138 назв.
Игорь Николаевич Каневский ФОКУСИРОВАНИЕ ЗВУКОВЫХ И УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН
M., 1977 г., 336 стр. с илл.
Редактор Я. А. Петрунина
Техн. редактор Л. В. Лихачева. Корректор Я. Д. Дорохова
Сдано в набор 25.11.1976 г. Подписано к печати 23.05.1977 г. Бумага 84Х1087з2« Физ. печ. л, 10,5. Условн. печ. л. 17,64. Уч.-изд. л. 16,57. Тираж 4000 экз; Т-08455. Цена книги 1 р. 52 к. Заказ № 326.
Издательство «Наука» Главная редакция физико-математической литературы 117071. Москва, В-71, Ленинский проспект, 15.
4-я типография издательства «Наука», Новосибирск, 77, Станиславского, 25.
©Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1977
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.............. 5
Введение............... 7
Часть I
ТЕОРИЯ ФОКУСИРОВАНИЯ ЗВУКОВЫХ ВОЛН
Глава 1. Интегральные выражения для потенциала колебательной скорости......... 12
§ 1.1. Формула Грина.......... 12
§ 1.2. Фокусирование звуковых волн..... 17
§ 1.3. Фронты с неравномерным распределением амплитуды и фазы......... 23
Глава 2. Поля волновых фронтов в параксиальной области 56
§ 2.1. Поле на акустической оси волновых фронтов . . 57
§ 2.2. Представление поля в виде бесконечного ряда . . 62 § 2.3. Представление поля осесимметричного излучателя
в виде бесконечного набора волн .... 68
Глава 3. Сходящиеся волновые фронты..... 73
§ 3.1. Цилиндрический фронт...... ,74
§ 3.2. Сферический фронт....... 97
§ 3.3. Колебательная скорость....... 106
§ 3.4. Структура поля в окрестности фокуса . . .114 § 3.5. Обобщенный метод Дебая для расчета поля в главных направлениях в фокальной области ... 132
Глава 4. Коэффициенты усиления, факторы фокусировки и эффективные углы раскрытия сходящихся волновых фронтов ............ 145
§ 4.1. Коэффициенты усиления...... 146
§ 4.2. Фактор фокусировки....... 158
§ 4.3. Эффективный угол раскрытия фронта . . .162
Глава 5. Волновые фронты с фазовой аберрацией и фокусирование в диссипативных средах...... 167
§ 5.1. Влияние фазовой аберрации на распределение поля 167 § 5.2. Влияние фазовой аберрации и неравномерности амплитуды на коэффициент усиления . . . .172 § 5,3. Учет диссипации энергии в среде . . . .186
4 оглавление
Глава 6. Среднее звуковое давление в фокальной плоскости
и дифракция сходящихся волн иа препятствии в фокусе 195
§ 6.1. Вычисление среднего звукового давления ... 195 § 6.2. Дифракция сходящихся волн на препятствии в
фокусе.......... 202
Глава 7. Энергетические характеристики сходящихся вод-новых фронтов.......... 212
§ 7Л. Интенсивность и поток импульса..... 212
§ 7.2. Технологическая производительность . . . .216
Часть II
ФОКУСИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ
Глава 8. Линзы............ 227
§ 8.1. Сферические и цилиндрические лиизы .... 231
§ 8.2. Сферообразные и цилиндрообразные линзы . . 267
Глава 9. Рефлекторы........ 285
§ 9.1. Круговые рефлекторы....... 286
§ 9.2. Параболические рефлекторы...... 287
§ 9.3. Эллиптические рефлекторы...... 290
Глава 10. Концентраторы........ 297
§ 10.1. Сферические и цилиндрические концентраторы 297
§ 10.2. Сферообразные и цилиндрообразные концентраторы 302
Глава 11. Некоторые применения теории фокусирования и
фокусирующих систем........ 311
§ 11.1. Применение фокусирования упругих волн при исследовании диффузии и модуляции луча лазера 311 § 11.2. Ультразвуковой контроль с применением фокусирующих устройств........ 313
§ 11.3. Применение фокусирования при активном воздействии ультразвука на процессы и вещества . . 324
Литература........... 330
ПРЕДИСЛОВИЕ
Фокусирование упругих волн в настоящее время широко применяется в решении многих научных и технических задач. Почти ежегодно в периодической печати публикуются новые разработки фокусирующих устройств для звукового, ультразвукового и гиперзвукового диапазонов частот. Несмотря на это, теория фокусирующих устройств отстает от практики. Достаточно сказать, что для вычисления полей любой из фокусирующих систем необходимо знать интеграл Дебая с индивидуальной функцией распределения, т. е. для каждой системы надо решать заново сложную дифракционную задачу. Поэтому одной из основных целей настоящей монографии являлось изложение обобщенного метода Дебая (часть I), позволяющего в значительной степени стандартизировать вычисление дифракционных интегралов — по крайней мере для систем с не слишком большими углами раскрытия (меньшими одного радиана) или с углами раскрытия 90°. Ограничения такими углами вполне достаточны для выяснения строения поля в фокальной области фокусирующей системы.
