Отражение и преломление акустических волн

При падении звуковой волны на границу раздела двух сред, акустические свойства которых различны, часть звуковой энергии отражается, а остальная, преломляясь, проникает в смежную среду (рис. 3). Это явление легко объясняется с позиции принципа Гюгенса - Френеля: волновое возмущение в любой точке акустического поля можно рассматривать как результат интерференции элементарных вторичных волн, излучаемых каждым элементом волновой поверхности.

Рисунок 3. Отражение и преломление звуковой волны

Если поверхность раздела двух сред значительно больше длины падающей на нее волны и является плоской или если размеры неровностей на этой поверхности значительно меньше длины падающей волны, то в этом случае применима лучевая акустика с законами геометрической оптики.

При некоторых значениях угла падения , угол преломления будет равен и звуковая волна уже не будет проходить во вторую среду. Дальнейшее увеличение угла приведет к обратному отражению в первую среду и наступит полное внутреннее отражение. Предельное значение угла , при увеличении которого наступает вышеуказанное явление, определяется из выражения

Поверхность морского и речного дна, как правило, не является ровной и идеально гладкой. Если размеры неровностей дна соизмеримы с длиной падающей волны, то наблюдаётся рассеянное диффузное отражение. Зеркальное отражение по законам геометрической акустики будет наблюдаться при неровностях дна, размеры которых или значительно превышают длину падающей волны, или значительно меньше ее.