ФОКУСИРОВКА ЗВУКА, преобразование плоских или расходящихся сферич. или цилиндрич. акустич. волн в сходящиеся. Так же как для оптич. и радиоволн, Ф. з. осуществляется методами отражения или преломления. Естественная Ф. з. наблюдается, напр., в пещерах со сводчатым потолком. Частичная Ф. з. наблюдается в подводном звуковом канале в морях и океанах. В процессе Ф. з. происходит концентрация энергии звуковых волн, к-рая достигает максимальной величины в фокусе, совпадающем обычно с радиусом кривизны сходящегося волнового фронта. Для Ф. з. пользуются фокусирующими системами, к-рые подразделяются на активные и пассивные. Первые представляют собой вогнутый излучатель, непосредственно создающий сходящийся волновой фронт (напр., концентраторы акустические), тогда как вторые изменяют акустич. длину пути kL (где k - волновое число, L - геометрич. длина пути) таким образом, что преобразуют плоский или расходящийся волновой фронт в сходящийся (напр., акустич. линзы). Осн. характеристиками качества Ф. з. являются форма и размеры фокальной области и т. н. коэфф. усиления по звуковому давлению, представляющий собой отношение звукового давления в центре (или на оси) фокальной области к давлению на входе системы. Для простейшего случая осесимметрич. круглого пучка, сходящегося под малым углом, основная энергия оказывается сосредоточенной внутри т. н. фокального пятна, представляющего собой в данном случае окружность радиусом r0 = = 0,61ЧF/R, а коэфф. усиления, без учёта потерь, равен К = nR2/ЧF, где Ч - длина волны, F - фокусное расстояние, R - радиус зрачка фокусирующей системы.
Ф. з. используется для получения звукового изображения в звуковизорах, в ультразвуковом микроскопе, в системах звуковой голографии и т. п.; для формирования заданной характеристики направленности акустич. излучателей и приёмников; в системах сканирования ультразвукового луча в приборах медицинской диагностики и т. п.; для концентрации ультразвуковой энергии с целью её использования в технологич. процессах, в ультразвуковой хирургии и т. п.
Лит.: Матаушек И., Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962; Розенберг
Л. Д., Звуковые фокусирующие системы, М. -Л., 1949; его же, Фокусирующие излучатели ультразвука, в кн.: Источники мощного ультразвука, М., 1967 (Физика и техника мощного ультразвука, [кн. 1]).
Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1983.
-создание сходящихся акустич, волновых фронтов сферич. или цилиндрич. формы. Ф. з. основана на тех же физ. принципах, что и фокусировка световых волн: активная фокусирующая система - акустический концентратор - создаёт непосредственно сходящийся волновой фронт, пассивная - линза или зеркало -изменяет акустич. длину пути kL (k - волновое число, L - геом. длина пути) таким образом, что преобразует плоский или расходящийся фронт в сходящийся. Центр кривизны сходящегося волнового фронта наз. геом. фокусом, а точка, в к-рой концентрация энергии звуковых волн достигает макс, величины, наз. волновым фокусом. Для волновых фронтов, форма к-рых отличается от сферы или прямого кругового цилиндра, геом. и волновой фокусы не совпадают. Расстояние от фокуса до поверхности фокусирующей системы в направлении акустич. оси фронта наз. фокусным расстоянием f. В результате дифракции волн в фокусе образуется фокальное пятно или полоса. Для длиннофокусных фронтов радиус фокального пятна или ширина фокальной полосы , где -длина волны, -радиус зрачка фронта, -угол раскрытия фронта, т. для сферич. и для цилиндрич. фронта.
Сходящиеся волновые фронты при Ф. з. характеризуются, как правило, неравномерным распределением амплитуды и отклонением формы фронта от идеальной сферы или цилиндра, т. н. аберрацией. По сравнению с оптич. фокусировкой при фокусировке в акустике большую роль играет неравномерность амплитуды и меньшую - аберрация, а также существ, роль играют коэф. прохождения и коэф. поглощения в фокусирующих устройствах и окружающей их среде.
При Ф. з. осуществляется усиление звукового давления р, колебат. скорости частиц v и интенсивности звука I. Соответствующие коэф. усиления показывают, во сколько раз возросли величины p, v или I в фокусе по сравнению с их значениями на поверхности волнового фронта фокусирующей системы. Для сферич. фронта
,
для цилиндрич. фронта
В обоих случаях
Ф. з. используется в устройствах для получения звукового изображения в звуковизорах, акустич. микроскопе (см. Микроскопия акустическая )и т. п.; в устройствах для формирования заданной диаграммы направленности эл.-акустич. преобразователей, напр, в гидро- и рыболокаторах, в системах сканирования и т. п.; в устройствах для концентрации УЗ-энергии при использовании её в технол. процессах в УЗ-хирургии и т. п.
Лит.: Каневский И. H., Фокусировка звуковых и ультразвуковых волн, M., 1977. И. H. Каневский.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.