Отражения и преобразования звуковых волн на границе раздела двух сред в сверхтекучем ³He-A

Abstract

Рассмотрено отражение и преобразование звуковых волн в ³He-A и ³He-A₁ в двух различных случаях: 1) на границе с твердой непроницаемой стенкой при произвольном угле падения волны и 2) при нормальном падении волн на границу раздела свободной жидкости и системы периодических плоскопараллельных капилляров, заполняющих полупространство. В случае падения звука на твердую границу вычислены коэффициенты отражения первою и второю звуков, спиновой и спин-температурной волн и коэффициенты взаимной трансформации этих волн. Показано, что продольная спиновая волна не преобразуется в другие волны и происходит ее полное отражение от твердой стенки. Определен угол падения, при котором энергетический коэффициент поглощения первою звука достигает максимального значения, а также интервал углов, соответствующий поглощению и полному внутреннему отражению.второю звука. При падении волн на границу плоскопараллельных капилляров найдены коэффициенты возбуждения четвертого звука и магнито-акустической волны первым и вторым звуками; коэффициенты отражения первого и второго звуков и продольной спиновой волны; коэффициент трансформации первого звука во второй, и наоборот; коэффициент отражения четвертою звука от границы раздела системы капилляров и свободной жидкости; коэффициент возбуждения продольной спиновой волны в свободном гелии той же волной в капилляре.

Розглянуто відбиття і перетворення звукових хвиль в ³He-A та ³He-A₁ в двох різних випадках: 1) на границі з твердою непроникненою стінкою при довільному куту падіння хвиль і 2) при нормальному падінні хвиль на границю розподілу вільної рідини та системи періодичних плоскопаралельних капілярів, що заповнюють півпростір. У випадку падіння звуку на тверду границю обчислено коефіцієнти відбиття першого та другого звуків, спінової та спін-температурної хвиль і коефіцієнти взаємної трансформації цих хвиль. Показано, що поздовжня спінова хвиля не перетворюється в інші хвилі і відбувається її повне відбиття від твердої стінки. Визначено кут падіння, при якому енергетичний коефіцієнт поглинання першого звуку досягає максимального значення, а також інтервал кутів, який відповідає поглинанню і повному внутрішньому відбиттю другого звуку. При падінні хвиль на границю плоскопарелельних капілярів знайдено коефіцієнти збудження четвертого звуку і магніто-акустичної хвилі першим та другим звуками; коефіцієнти відбиття першого та другого звуків та поздовжньої єпінової хвилі; коефіцієнт трансформації першого звуку в другий, і навпаки; коефіцієнт відбиття четвертого звуку від границі розподілу системи капілярів і вільної рідини; коефіцієнт збудження поздовжньої спінової хвилі у вільному гелію тією ж самою хвилею в капілярі.

Reflection and transformation of acoustic waves in ³He-A and ³He-A₁ are considered for two cases: (1) at the boundary with a solid impermeable wall at an arbitrary angle of incidence of a wave and (2) for normal incidence of waves on the interface between a free liquid and a system of periodic plane-parallel capillaries filling the semi-space. For the first case we have calculated the reflection coefficients of ihe first and the second sounds atid spin and spin-temperature waves as well as the coefficients of transformation of these waves into each other. It is shown that the longitudinal wave undergoes no transformation into other waves, there occurs instead its complete reflection from the solid walt. The angle of incidence at which the energy attenuation coefficient of the first sound is maximum, and the interval of angles corresponding to the attenuation and the total interval reflection of the second sound are estimated. For the second case we have obtained: the coefficients of excitation of the fourth sound and the magneto-acoustic wave by the first and the second sounds; the reflection coefficients for the first and the second sounds and the longitudinal spin wave; the coefficient of transformation of the first sound into Ilie second one and vice versa; the coefficient of reflection of the fourth sound from the capillary system — free liquid interface; the coefficient of excitation of longitudinal spin wave in free helium by the same wave in a capillary.