создаваемыми.
Вытянутая вверх и заостренная форма каждого пика, представляющего менгир, используется в качестве концентратора звуковых волн. На рис. 4 показано несколько возможных форм. В теории концентраторов коэффициент концентрации или усиления
К = D1/D2. (3)
Усиление амплитуды происходит из-за разницы площадей входного и выходного торцов концентратора – площадь первого (входного) торца концентратора всегда больше площади второго.
Концентраторы или пики, или сейды, являющиеся волноводами, должны быть резонансными, т. е. их длина должна быть кратна целому числу полуволн (λ/2). При этом условии создаются наилучшие возможности для согласования их с колебательной системой – рис. 4.
Рис. 4. Резонансные акустические концентраторы
Рис. 4. Резонансные акустические концентраторы: 1 – конический, 2 – экспоненциальный, 3 – ступенчатый.
Максимальный линейный размер широкого конца концентратора D должен быть меньше λ/2 (где λ – длина волны в материале концентратора). Работают концентраторы обычно на резонансной частоте, поэтому длина концентратора L должна быть резонансной, т. е. кратна целому числу полуволн:
L = n λ/2 (4)
где n = 1, 2, 3, … При заданной частоте зависит от формы концентратора вследствие дисперсии звука в волноводах с переменным сечением.
Если посмотреть на форму заострения менгиров и сейдов, то хорошо видно, что это заострение имеет сечение, близкое к коническому резонатору. Отношение размера у основания к размеру на конце К = D1/D2 может составить величину от 5 до 20. Однако нельзя далее утверждать, что именно таким будет усиление амплитуды сигнала, так как это выражение справедливо для резонансного резонатора, на его длине должна разместить полуволна или же должно удовлетворяться условие (4).
Длина волны λ связана с частотой f через скорость звука в материале сейда V:
λ = V / f (5)
Скорость звука в граните V = 6000 м/с
Тогда для разных частот можно получить длину волны:
– для 1 МГц λ = 0,006 м или 6 мм,
– для 5 МГц λ = 0,0012 м или 1,2 мм,
– для 100 кГц λ = 0,06 м или 6 см,
– для 10 кГц λ = 0,6 м или 60 см.
Если в мегалите, типа менгира длина заостренной части равна 51 см, то для выполнения условия (4) на частоте 1 МГц необходимо, чтобы n = 170, т.е. использовать 170 гармонику. Если частота 100 кГц, то при длине заострения в 51 см, резонанс может наблюдаться на 17 гармонике.
Получение направленного излучения в сторону заостренного конца камня или сейда получается не только за счет эффекта концентрации звуковых волн на заостренном конце, но и еще по причине интерференции волн. Если рядом установлены два мегалита или пика с одинаковыми материалами гранита, кварцита, габбро или базальта, то каждый из них учувствует в процессе пьезоэффекта и каждый из них излучает ультразвуковые волны. При одинаковых
