CƠ SỞ ÂM HỌC ĐẠI DƯƠNG ( BIÊN DỊCH PHẠM VĂN HUẤN ) - CHƯƠNG 3

SỰ PHẢN XẠ ÂM TỪ BỀ MẶT VÀ ĐÁY ĐẠI DƯƠNG: CÁC SÓNG PHẲNGBề mặt và đáy đại dương là những biên rất phức tạp. Chúng thường là gồ ghề và đất đáy dưới nước là một môi trường rất không đồng nhất. Tuy nhiên, thậm chí nếu như xem các biên là mặt phẳng và các môi trường là đồng nhất thì ta vẫn có thể thu được những kết quả hữu ích. Trường hợp ấy sẽ được xét trong chương này. Ngoài ra ta sẽ hạn chế ở trường hợp các sóng phẳng đơn giản nhất. Ở...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CƠ SỞ ÂM HỌC ĐẠI DƯƠNG ( BIÊN DỊCH PHẠM VĂN HUẤN ) - CHƯƠNG 3 Chương 3- giảm khoảng cách phương ngang theo góc mở trong một số lớp được bùtrừ bởi sự tăng trong các lớp khác. Những điều kiện tồn tại của các chùm SỰ PHẢN XẠ ÂM TỪ BỀ MẶT VÀ ĐÁY ĐẠI DƯƠNG:tia phân kỳ yếu trong đại dương phân tầng với mối phụ thuộc lũy thừa CÁC SÓNG PHẲNGvào chỉ số khúc xạ bình phương đã được phân tích trong [2.24]. Bề mặt và đáy đại dương là những biên rất phức tạp. Chúng thường là gồ ghề và đất đáy dưới nước là một môi trường rất không đồng nhất. Tuy nhiên, thậm chí nếu như xem các biên là mặt phẳng và các môi trường là đồng nhất thì ta vẫn có thể thu được những kết quả hữu ích. Trường hợp ấy sẽ được xét trong chương này. Ngoài ra ta sẽ hạn chế ở trường hợp các sóng phẳng đơn giản nhất. Ở giai đoạn xuất phát của lý thuyết được giới thiệu dưới đây các môi trường được giả định là chất lỏng. Lý thuyết này được áp dụng một cách hoàn toàn cho mặt phân cách không khí - nước và một cách gần đúng (song không tồi) cho biên nước - đất. 3.1. CÁC HỆ SỐ PHẢN XẠ VÀ TRUYỀN QUA TẠI MẶT PHÂN CÁCH GIỮA HAI CHẤT LỎNG Ta sẽ giả thiết rằng mặt phân cách giữa hai môi trường là mặt nằm ngang. Mật độ của các môi trường bên trên và bên dưới sẽ được ký hiệu tuần tự bằng ρ và ρ 1 , tốc độ âm bằng c và c1 và góc tới bằng θ (hình 3.1). Bỏ qua nhân tử exp( − iω t ) , ta sẽ viết áp suất âm 9 đối với sóng tới pi = exp [ i k ( x sin θ + z cos θ )], k ≡ ω /c. (3.1.1) Biên độ của sóng này được giả định bằng đơn vị và mặt phẳng x z được chọn làm mặt phẳng sóng tới. Sóng phản xạ có thể viết dưới dạng 9 Như đã thấy từ (2.1.2) áp suất âm p và thế tốc độ âm ψ của một sóng điều hòa chỉ khác nhau bởi một nhân tử hằng số và do đó, sử dụng đại lượng nào trong hai đại lượng hoàn toàn không quan trọng. 95 96 pr = V exp [ i k ( x sin θ − z cos θ )] , (3.1.2) Thế (3.1.3), (3.1.4) vào phương trình thứ nhất của (3.1.6), ta nhận được 1 + V = W exp [ i ( k1 sin θ 1 − k sin θ ) x] . (3.1.7)trong đó V là hệ số phản xạ. Trường toàn phần trong môi trường bêntrên sẽ là Vì vế trái không phụ thuộc vào x , nên vế phải cũng phải độc lập với x , p = pi + pr = [exp( i kz cos θ ) + V exp( − i kz cos θ )] exp( i kx sin θ ) . từ đó ta nhận được định luật khúc xạ quen thuộc (3.1.3) k sin θ = k1 sin θ 1 . (3.1.8) Quan hệ này biểu diễn sự bằng nhau của các tốc độ pha của sóng truyền dọ ...