Основы физики ультразвука

Шутилов В.А.

Предлагаемая книга посвящена распространению ультразвуковых волн в жидкостях, газах и твердых телах, рассматриваемых как сплошные среды с разными характеристиками упругости. В ней систематизированы вопросы, имеющие непосредственное отношение к специфике ультразвука: возможности генерирования направленных пучков плоских волн, высокой интенсивности ультразвукового излучения и т.д. В связи с этим основное внимание в книге уделено различным аспектам распространения плоских волн: их общим характеристикам, затуханию, рассеянию на неоднородностях, отражению, преломлению, прохождению через слои, интерференции, дифракции, анализу нелинейных явлений, пондеромоторных сил, краевых и других эффектов в ограниченных пучках. Рассматриваются также сферические волны, которые формируются при пульсационных колебаниях сферических тел, в дальней зоне излучателей малых размеров, в ультразвуковых фокусирующих системах. Большинство из этих вопросов обсуждается применительно к продольным волнам для сред, обладающих объемной упругостью, а для других типов волн, в частности для сдвиговых волн в жидкостях и твердых телах, дополнительно рассматриваются те вопросы, которые составляют их специфику. К ним относятся граничные и нелинейные эффекты в твердых телах, трансформация волн, их дисперсия, поверхностные волны, соотношения между скоростями звука и модулями упругости в кристаллах, в том числе в пьезоэлектриках. Настоящее учебное пособие предназначено студентам старших курсов и аспирантам физических факультетов университетов и институтов, а также будет полезно научным и научно-техническим работникам, специализирующимся в различных областях ультраакустики.