Змей, охраняющий Шамбалу. 7-я книга

Всякое упругое тело произвольные формы также представляет собой колебательную трехмерную систему. Таким образом, любое тело, материал которого обладает упругими свойствами, представляет собой колебательную систему, имеющую непрерывный набор собственных частот. Как уже было указано, после возникновения стоячаяволна в непоглощающей среде существует без потребления энергии от источника волны. Поэтому колебания частиц ограниченной среды в стоячей волне называются собственными, а частоты возникающих стоячих волн — собственными частотами. При совпадении частоты внешней, вынуждающей силы (волны) с собственной частотой, амплитуда колебаний максимальна. Поэтому возникновение стоячих волн в среде называется резонансом, а частоты стоячих волн — резонансными. При возбуждении возникают все гармоники, амплитуды которых, как правило, убывают с увеличением номера гармоники. Однако распределение амплитуд между гармониками в значительной степени определяется способом возбуждения. Если возбуждение производится периодически действующей силой, изменяющейся с частотой, равной частоте некоторой гармоники, то система «отрезонирует» именно на эту частоту: колебания этой частоты будут иметь наибольшую амплитуду, а амплитуды других гармоник и основного тона будут пренебрежимо малы. Если условие возникновения стоячей волны (условие резонанса) не выполняется, то падающиена границы среды волны будут раскачивать стенки, энергия волны будет поглощаться стенками и устойчивой стоячей волны не будет.

При рассмотрении вопроса позиционной зависимости при распределении резонансов необходимо остановиться и на том, что же такое стоячие волны. Этот термин употребляется часто, но смысл в него иногда вкладывается разный. Стоячие волны возникают тогда, когда две или более волны одинаковы по частоте и типу, проходят через одну и ту же точку. Получаемая в результате картина пространственной интерференции, состоящая из областей с большой и малой амплитудой, становится «фиксированной», хотя сами волны могут перемещаться.

Резонансные стоячие волны возникают только тогда, когда:

1) образуется схема стоячих волн из-за воздействия между волной и её отражениями от двух или более поверхностей;

2) когда волна исходит от какой-то точки, отражается от одной поверхности к другой, возвращаясь в исходную точку, и снова идет первоначальном направлении;

3) когда расстояние, пройденное этойволной, в точности кратно её длине; возвращающаяся волна усиливается, и, если ее потери невелики, поле этой стоячей волны становится резонансным.

Для наглядности приведем простейший пример резонансной стоячей волны, образующейся между двумя параллельными стенами, отстоящими друг от друга на расстояние, равное половине длины волны. Волна, идущая от некой точки к противоположной стене, отражается назад к первой стене, от которой она снова отражается в первоначальном направлении. Поскольку расстояние между стенами равно половине длины волны, то все расстояние, пройденное волной, возвратившейся в исходную точку, составляет одну длину волны. Затем волна уходит из этой же точки точно с такой же фазой, из-за чего на следующем цикле волна усиливается. Если изменить частоту волны или расстояние между стенами, то схема стоячей волны останется, но резонанса уже не будет.

Следует подчеркнуть, что стоячие волны существуют всегда при взаимодействии одинаковых волн независимо от того, сложилась резонансная ситуация или нет.

Поэтому употребление термина «стоячая волна» для описания только резонансных условий является не совсем правильным.

Помещения неправильной формы порождают большой разброс модальных резонансов, поскольку звуковым волнам в этом случае трудно «отыскивать» пути равной длины при каждом последующем отражении. Поэтому преобладают модальные резонансы в тангенциальной или косой форме, которые, как правило, содержат меньше энергии, чем аксиальные моды, а их добротность является более «размазанной», так как их энергия рассевается более широко, не позволяя им настроиться на какие-то конкретные ноты. Естественная реверберация у таких помещений обычно более сглажена и почти не имеет доминирующих частот. И все же, во всех вышеперечисленных случаях самой трудно преодолимой проблемой является проблема подавления более широко разнесенных мод самых нижних октавах слышимого диапазона. В этом диапазоне частоты имеют такую большую длину волны, что совладать сними трудно даже с помощью наклонных стен».