Отражение упругих импульсов от границы раздела сред

Рассмотрим поведение упругого импульса на границе раздела сред. Для упрощения будем считать, что плотность граничащих сред значительно отличается друг от друга по величине. Основные закономерности отражения упругого импульса рассмотрим в двух

частных случаях. Сначала представим качественную картину отражения импульса сжатия от более плотной среды, считая, что плотность граничащей среды во много раз больше плотности среды, в которой происходит движение импульса.

Упругие напряжения, возникающие в деформированном слое, вызывают уплотнение частиц среды в слоях, граничащих с деформированным. Таким образом, импульс сжатия движется к границе раздела сред, при этом смещение частиц от их положений равновесия под действием упругих сил происходит по направлению движения импульса. При достижении импульсом границы раздела сред, когда деформирован пограничный слой, смещением частиц более плотной среды можно пренебречь. Упругие силы, возникшие в пограничном слое, отклоняют частицы предыдущего слоя и в нём возникает деформация сжатия. Таким образом, после отражения от границы раздела сред будет двигаться также импульс сжатия, а смещение частиц от положения равновесия изменяется на противоположное.

Рассмотрим теперь отражение от менее плотной среды. Когда импульс сжатия приходит к границе раздела сред, упругие напряжения в пограничном слое смещают частицы менее плотного слоя в сторону движения импульса, и на границе раздела со стороны более плотной среды возникает импульс разряжения. Упругие силы в этом слое смещают к границе раздела частицы предыдущего слоя, и в нем также возникает деформация растяжения. Таким образом, при отражении от менее плотной среды изменяется знак деформации (до отражения двигался импульс сжатия, после отражения - импульс разряжения), а направление смещения частиц от положения равновесия сохраняется.

К аналогичным выводам можно прийти, рассматривая поведение на границе раздела сред импульса разряжения.