3.4. Lý thuy tăc ăb n v s ph n x sóng 3.4.1 Âm tr c a môi tr ng 3.4.1 Âm tr c a môi tr ng
Âm tr / tr khángăơmăZă(rayls):ălƠăđ d i l i c aăsóngăơmătrongămơiătr ng
Trongăđó:
• v (m/s) ậ V n t c lan truy năsóngăơmătrongămơiătr ng. • (kg/m3) ậ M tăđ mơiătr ng.
Âm tr có vai trị quy tăđ nhăđ i v iăbiênăđ sóng ph n x trên m t phân cách gi a
haiămôiătr ng.
3.4.2 Các đnh lu t truy n âm
Ểmăđ c truy n theo nh ng tia g i là tia âm. Th c nghi m ch ngăminhătiaăơmăc ngă
b ph n x , khúc x , tán x và h p th nh ătiaăsáng. 3.4.2.1 Ph n x và khúc x
Khi g p m tăphơnăcáchăđ l n gi aăhaiămơiătr ng có tr kháng âm khác nhau, sóng âm s tuơnătheoăđ nh lu t ph n x và khúc x . M t ph năn ngăl ng c a sóng âm s ph n x ng c tr l i và ph n cịn l i s truy n ti păvƠoămơiătr ng th hai.
l n c aăn ngăl ng ph n x ph thu c vào s khác bi t c a âm tr Z gi a hai
môiătr ng. H s ph n x Kăđ c tính theo cơng th c:
K= Pr/Pi= [(Z2. Cos –Z1. Cos )/( Z2. Cos + Z1. Cos )]2 (3.2)
Trongăđó: • , , l năl t là góc t i, góc ph n x và góc khúc x . • Pr ậ biênăđ áp l c c a sóng ph n h i. • Pi ậ biênăđ áp l c c a sóng t i. • Z1, Z2 ậ âm tr c aăhaiămơiătr ng Cóăhaiătr ng h p s x y ra: • Tia t i vng góc v i m t phân cách: = =0 ✓ Khiăđóăsóngătruy năquaăcùngăh ng v i sóng t i, ta có h s ph n x : K= [(Z2-Z1)/(Z2+ Z1)]2 (3.3) • Góc t i #ă0.ăTheoăđnh lu t ph n x = . ✓ Sóng truy năquaălúcănƠyăkhơngăcịnăcùngăh ng v i sóng t i và t o m t góc # , hi năt ng này g i là khúc x .
✓ Góc khúc x ph thu c vào v n t c truy năơmătrongăhaiămôiătr ng
vƠăđ căxácăđ nh b i công th c:
sin = (v2/v1).sin (3.4)
Theo đnh lu t khúc x ta có:
n1.sin = n2. (3.5)
sin = (v2/v1). sin (3.6)
Trongăđó:
• c ậ v n t c ánh sáng, c=3*108(m/s) • n1, n2 ậ chi t su tămôiătr ng
✓ N u v2 > v1 => > khi góc t i đ t 90o thì góc khúc x đưă >90o.ăKhiăđóăx y ra hi năt ng ph n x tồn ph n, góc t i gi i h n t i giá tr góc khúc x đ t 90o khiăđóăsin = v2/v1 (sin =1). Khi ≥
(v2/v1) thì sóng âm s không khúc x đ c sang môi tr ng th hai bên kia m t phân cách mà toàn b n ngăl ngăđ c ph n x tr l i
môiătr ng th nh t.
✓ Ngoài ra khi tia t i g n ti p tuy n v i m t phân cách (x y ra v i c u trúc hình c u, m t c t ngang c u trúc ng) thì sóng ch tr t trên b m t phân cách mà không truy n ti păvƠoămôiătr ng th hai.
T các công th c trên ta th y h s ph n h i c a m t phân cách gi aăhaiămôiătr ng ph thu c vào Z= Z2-Z1 gi aăhaiămôiătr ng.
Z càng l năthìăn ngăl ng ph n x càng l n và ch m t ph n r t nh n ngăl ng sóng siêuăơmăđiăquaăđ cămơiătr ng phía bên kia m t phân cách. N u Z v aăđ đ t o ra m t phân cách thì ph n l năn ngăl ng sóng âm s truy năđ c qua phía bên kia.
Hình 3.5: S ph n x ph thu c vào chênh l ch tr kháng âm c aăhaiămôiătr ng 3.4.2.2 S tán x