Линза акустическая

В отличие от оптических линз^[4] акустические линзы в общем случае могут иметь два типа показателя преломления ${\displaystyle N_{ac}}$, которые могут быть определены следующим образом:

${\displaystyle N_{ac}={\frac {c}{c_{0}}}}$,

где ${\displaystyle c}$ — скорость распространения акустических волн в среде, ${\displaystyle c_{0}}$ — скорость распространения упругих волн в акустической линзе. Видно, что в случае ${\displaystyle c_{0}<c}$ показатель преломления акустической линзы будет ${\displaystyle N_{ac}>1}$, а в случае ${\displaystyle c_{0}>c}$ показатель преломления акустической линзы будет ${\displaystyle N_{ac}<1}$. Таким образом, акустические линзы могут быть как замедляющими, так и ускоряющими, соответственно. В оптике линзы бывают только замедляющими (${\displaystyle N_{opt}>1}$).

Материалами акустической линзы могут выступать твёрдое тело, жидкость^[5] и газ^[6]. Относительно оси симметрии акустические линзы делятся на осесимметричные и цилиндрические, а наиболее часто встречающимися формами акустических линз являются эллипсоиды, гиперболоиды и шары. По форме поверхности акустические линзы делят на плоско-вогнутые, плоско-выпуклые, двояковогнутые, двояковыпуклые и выпукло-вогнутые, а если обе поверхности акустической линзы ограничены криволинейными поверхностями второго порядка, то их называют двоякокриволинейными.

Акустические линзы могут обладать постоянным и переменным показателем преломления ${\displaystyle N_{ac}}$; в первом случае говорят об однородных акустических линзах, во втором — неоднородных (дискретных и непрерывных). Однородные линзы устроены таким образом, чтобы преломляющая поверхность была разбита на зоны максимально возможного прохождения энергии (для каждой такой зоны выполняется условие кратности целому числу полуволн толщине данной зоны). Такие линзы называются зональными, или линзами Тарноци. К дискретным акустическим линзам относят слоистые линзы, к непрерывным — линзы Люнеберга и Максвелла.

Акустические линзы могут применяться как для фокусировки упругих волн, так и для их расфокусировки. На языке волновых фронтов это означает, что акустические линзы могут преобразовать расходящиеся волновые фронты в сходящиеся или плоские, или сходящиеся волновые фронты преобразовывать в расходящиеся или плоские, а также плоские в расходящиеся и сходящиеся волновые фронты.