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内容简介
本书是一本经典著作,系统地论述电磁波和弹性波(其中最重要的是声波)在分层介质(如大气、海水、地层等)中传播的理论.随着现代科学技术的迅速发展,这一理论,对于实际应用已日益重要.本书系根据原书第二版译出,内容与第一版相比补充了许多近年来极为重要的课题,并对原来的基本内容重新作了调整.
全书共分九章.首先讨论平面波在不连续分层介质(即各层之间有明显的分界面)中的传播;然后讨论平面波在连续分层介质中的传播;最后讨论球面波在这两类分层介质中的传播,其中包括一维波导、二维波导以及反波导等情形.
本书虽同时讨论了弹性波和电磁波的传播,但明显地(尤其与第一版相比)更侧重于前者(特别是声波的情形).
本书可供电波传播,地球物理,声学等专业方面的研究人员、教师、研究生和高年级本科生参考.
目录
- 第一章 不连续分层介质中的平面波
§1 均匀无界介质中的平面波
1.1 基本概念和定义
1.2 不均匀平面波
§2 平面声波从分界面上的反射
2.1 反射系数和透射系数
2.2 全内反射
2.3 能量关系
2.4 局部反应表面.边界条件的简化
2.5 表面波
§3 从平面层和平面层系上的反射
3.1 层的输入阻抗.反射系数和透射系数
3.2 反射系数表达式的另一推导法
3.3 几种特殊情形
3.4 介质中吸收的影响
3.5 波通过层的穿透
3.6 任意多层的反射系数和透射系数
§4 电磁波的反射和折射
4.1 一般关系
4.2 两种介质分界面上的反射和折射
4.3 近似(阻抗)边界条件(列昂托维奇条件)
4.4 从一层和一层系上的反射
§5 弹性介质中的波.一般关系
5.1 水平偏振波
5.2 垂直偏振波
§6 具有自由界面的弹性半空间中的波
6.1 反射系数和透射系数
6.2 瑞利表面波
§7 弹性半空间与液体半空间的分界面
7.1 边界条件和一般关系
7.2 声波从液体中入射到弹性半空间上的反射
7.3 反射的其他情形
7.4 界面上的表面波和“出流”波
§8 从弹性介质的分界面和从弹性层系上的反射
8.1 两个弹性半空间之间的分界面
8.2 斯顿莱表面波.渗漏波
8.3 声波从任意多层的弹性层系上的反射
§9 板中的自由波
9.1 水平偏振波(SH波或乐甫波)
9.2 垂直偏振波(uy=0)
§10 声波从板上的反射和它对板的穿透
10.1 反射系数和透射系数
10.2 板的全透射情形
10.3 波在全内反射角下的入射
§11 薄板近似
11.1 薄板纵振动和弯曲振动的运动方程和阻抗
11.2 板的反射系数和透射系数
§12 细密分层介质的弹性性质
12.1 波在细密分层介质中传播的某些特殊情形
12.2 与六角对称晶体相象的细密分层介质
12.3 细密分层介质中波的吸收
12.4 液体层和固体层的相互交替
§13 细密分层介质中的电磁波
13.1 沿着层的传播.E矢量平行于分界面
13.2 沿着层的传播.H矢量平行于分界面
13.3 沿着层界面法线方向的传播
§14 有限波束的反射
14.1 用平面波叠加的形式来表示有限波束
14.2 反射波束的场.波束在反射时的位移
14.3 波束的全内反射
14.4 声波束从固体和薄板上的反射
14.5 反射波束截面上的能量分布
14.6 从不均匀介质上的反射
§15 脉冲的反射
15.1 一般关系.积分脉冲守恒定律
15.2 脉冲从两种均匀介质分界面上全内反射时的形状改变
15.3 δ脉冲在不均匀介质中的全反射
第二章 不连续分层介质中波传播理论的一些应用
§16 光学系统的增透
16.1 单层覆盖
16.2 双层覆盖
16.3 三层覆盖
§17 干涉滤光片
17.1 一般考虑
17.2 最简单的反射型滤光片的理论
17.3 最简单的透射型滤光片的理论
17.4 更复杂的滤光片
§18 分层隔声结构
18.1 分层隔声结构的理论
18.2 同实验的比较.其他情形的分析
第三章 连续分层介质中的波
§19 不均匀介质中的声场方程和电磁场方程
19.1 不均匀介质中的声场方程
19.2 不均匀介质中的电磁场方程
§20 波从爱朴斯坦层上的反射
20.1 问题的陈述
20.2 超几何方程
20.3 层的反射系数和透射系数
20.4 过渡层上的反射系数
20.5 与线性层的比较
20.6 对称层上的反射系数
§21 波从折射率平方按线性规律变化的半空间的反射
21.1 一般关系.艾里函数
21.2 折射率随着离开界面的距离减小
21.3 折射率随着离开界面的距离增加
§22 存在解的评述
§23 几何光学.温克布近似
23.1 几何光学近似及其物理意义
23.2 几何光学近似的另一推导
§24 关于标准方程的概念.存在返转点时的场
24.1 基本方程的变换
24.2 不包含返转点的区域内的解
24.3 存在返转点的情形
24.4 有两个返转点的情形
§25 波从参量按任意规律变化着的层上的反射
25.1 声波反射系数的方程
25.2 电磁波反射系数的方程
25.3 阻抗的方程
25.4 确定反射系数的第一种逐次求近法
25.5 确定反射系数的第二种逐次求近法
25.6 精确的和近似的计算方法在具体例子上的比较
25.7 波从不均匀半空间的反射
25.8 关于把总场划分成直达波和返回波的非单值性
25.9 对于给定频率的波总是可以找到不反射的层
第四章 球面波的反射和折射
§26 球面波
26.1 电磁波元辐射器的场
26.2 声学中的元辐射器
26.3 球面波分解成平面波
26.4 积分表示中的反射波
§27 越过法.标准积分
27.1 越过法
27.2 标准积分
§28 反射波场的分析
28.1 越过法的应用.波带中的场
28.2 一些结论.几何光学的适用范围
28.3 对其他辐射器情形的推广:磁偶极子和水平电偶极子
28.4 位于分界面上的辐射器的场与高出分界面的辐射器的场之间的联系
§29 垂直偶极子.维耳-范德波耳公式
29.1 表式 (28.13)的适用范围.关于数值距离的概念
29.2 维耳-范德波耳公式
§30 侧面波
30.1 侧面波的表式
30.2 侧面波的物理意义
30.3 射线在反射时的位移和侧面波
30.4 辐射器和接收器位于强吸收介质中的情形
30.5 当半空间之间存在过渡层时的侧面波
§31 接近全内反射角的区域内的场
31.1 定性的考虑.上面所得公式的应用范围
31.2 场的完全的表式
31.3 射线表示.焦散线
§32 球面波的折射
32.1 几何光学近似下的折射波场
32.2 对折射波的几何光学的修正
32.3 介质之一具有显著吸收时的情形
32.4 置于空气中的辐射器在水中所造成的声场
§33 球面波在两种弹性介质分界面上的反射和折射
33.1 固体介质中的球面波源
33.2 反射波和折射波的形式解
33.3 解的分析、反射波和侧面波
第五章 分层不均匀介质中点波源的场
§34 界面为完全反射的层.虚源和射线图象
34.1 虚源图象
34.2 反射系数为负的情形
§35 界面为完全反射的层.简正波
35.1 层中的场的积分表示
35.2 简正波
35.3 虚源图象与简正波之间的关系
§36 界面为任意的层
36.1 上节所得结果在任意界面情形下的推广
36.2 关于虚源图象
36.3 简正波.准模式
36.4 得到简正波频散方程的另一种方法
36.5 关于选取层的界面的条件性
§37 双层液体中的声波
37.1 简正波
37.2 有吸收界面的厚层
37.3 侧面波
§38 脉冲在界面为完全反射的层中的传播
38.1 脉冲的建立
38.2 单个简正波的脉冲场.群速度
38.3 界面为完全反射的波导中简正波的脉冲场
38.4 射线处理法
38.5 准单色脉冲的情形
§39 脉冲在双层液体中的传播
39.1 脉冲传播的定性图象
39.2 射线表示
39.3 脉冲传播的完整理论
39.4 艾里波
39.5 各阶简正波的激发程度
39.6 能够从中作出关于基础参量的结论的脉冲特性
§40 声音在三层介质中的传播
40.1 场的积分表式
40.2 三层介质中的简正波
40.3 简正波的相速度和群速度
§41 位于均匀弹性半空间之上的液体层中的波
§42 弹性层中的简正波
第六章 连续分层介质中点源的场.射线处理法
§43 连续分层介质中的波导传播
43.1 波导中的射线图象
43.2 射线近似下的能通量.聚焦因子
43.3 表面波导附近的射线图象和焦散线
43.4 波导轴上及其附近的聚焦
§44 作为波动理论极限情形的射线理论
§45 焦散线邻域内场的渐近式
45.1 焦散线非奇点邻域内的场
45.2 普遍公式对表面声道情形的应用
45.3 应用波导传播射线理论的附加限制
45.4 焦散线返转点邻域内的场
§46 球面波从不均匀半空间反射时的焦散线
46.1 波速随着离开界面的距离线性地增加
46.2 折射率平方随着离开界面的距离线性地减小
第七章 连续分层介质中波导传播的严格理论.简正波
§47 连续分层介质中存在波导时场的普遍表达式
47.1 场的积分表达式
47.2 场的积分表达式的另一形式
47.3 表面波导.简正波
47.4 温克布近似.位相积分
§48 折射率平方按线性规律变化的波导
48.1 界面为绝对柔顺的表面波导
48.2 界面为绝对刚性的表面波导
48.3 对称的内波导
48.4 耳语廊
48.5 关于温克布法对波导传播的适用范围
§49 符合爱朴斯坦规律的波导
49.1 基本方程
49.2 绝对柔顺的界面
49.3 波导的临界频率
49.4 连续谱
49.5 以刚性墙为界的波导
49.6 与温克布近似下所得结果的比较
§50 固体中的表面波导
50.1 问题的陈述
50.2 势的积分表示
50.3 简正波
50.4 垂直偏振情形下简正波的分析
第八章 波在沿途不均匀的波导中的传播
§51 不均匀波导.一种特殊情形
§52 不均匀波导中场的高频渐近式
52.1 表面波导
52.2 内波导
§53 波导中场的低频渐近式.横向截面法
第九章 连续分层介质中波的反波导传播
§54 存在几何影区时的场
54.1 场的积分表式
54.2 照射区内的场.射线
54.3 影区内的场.简正波
54.4 衍射线
§55 速度梯度在界面上等于0
参考文献
补充文献目录
索引