Если наблюдатель перемещается вместе с движущейся средой, то характер распространения звуковых волн будет соответствовать рассмотренным ранее положениям. В том случае, если наблюдатель находится на неподвижной относительно воздушных потоков земле и не перемещается с движущимся воздухом, для него процессы распространения акустических волн будут существенно иными.[ ...]
Рассмотрим, следуя П. Н. Тверскому, распространение в горизонтальной плоскости (рис. 8.2) звуковой волны в однородном по горизонтали и постоянном во времени воздушном потоке.[ ...]
Ветер направлен вдоль оси х в положительную сторону. Источник звука находится в точке А. Если бы атмосфера была неподвижной, звук, распространяясь со скоростью с, через время / достиг бы точек, расположенных на окружности с радиусом АВ] = с/.[ ...]
При ветре вся акустическая среда перемещается вдоль оси х со скоростью ветра ип, все колеблющиеся частицы среды п, в том числе точка Вг переносятся на расстояние АА] = В В = и /. В точке В звук будет восприниматься как бы поступающим из точки Ар но если известно, что он исходит из точки А, его скорость будет равна с / = АВ, кроме того, звуковой луч будет восприниматься под углом а от направления на источник звука А.[ ...]
Фактическая скорость звука зависит от скорости ветра и направления его распространения относительно направления скорости ветра. Очевидно, что она будет максимальна при совпадении звукового луча с направлением ветра и минимальна при их противоположных направлениях.[ ...]
При распространении акустических волн в движущейся среде для неподвижного приемника на земной поверхности наблюдается зависимость частоты волн у, воспринимаемой приемником, от скорости движения среды. Физическую и математическую интерпретацию этого явления впервые дал Доплер, который рассматривал зависимость частоты волн, воспринимаемых приемником, от относительных скоростей движения в акустической среде их источника и приемника и скорости движения среды по отношению к приемнику и излучателю. Эта зависимость, известная как явление (или эффект) Доплера, имеет аналогичный физический смысл и математическое описание для оптических и акустических излучений.[ ...]
По синхронным измерениям пульсаций скорости и флуктуаций температуры и влажности можно определить турбулентные потоки тепла и водяного пара. Методическая основа таких измерений была разработана и реализована сотрудниками Института физики атмосферы им. А. М. Обухова. Результаты этих исследований, описание методики и аппаратуры можно найти в работах Ю. А. Волкова, Л. Г. Елагиной, С. А. Зубковского, Б. М. Копрова и др.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| К выводу уравнения о скорости звука при ветре. |
 |
| Явление Доплера при ветре. |
 |