| 研究概要 |
超音波散乱の研究の多くは,何らかの対象物に超音波を照射し,その散乱波を解析することにより、,その物体の幾何学的性質や物性に関する情報を得ようとするものである。このようなときに,あたかも物体の裏側を一周してはねかえって来るかの如くふるまう,クリーピング・ウェーブ現象は,ある場合には正体不明のゴ-スト的な悪影響をもたらす。
本研究はこのクリーピング・ウェーブ現象について,これを定式化し数値実験や測定実験と比較できる形の理論式を求めることを目的として2か年計画で行われた。その理論の開発は当初の予想を超えて困難をきわめた。すなわち数学的側面(たとえばSommerfeld-Watson変換およびその基礎としての鞍点法)における基礎論的知識の克服であった。
従来のこの方面の研究は平面波や球面波といった,とくに光に比べて波長の長い,干渉性の大きい超音波では非現実的なほど理想的な波に限定され,しかもその数学的な困難さのゆえに実験との比較が困難な段階にあった。
そこで本研究では,各自に考案した方法で,まず数値実験を行ない,剛体円柱や剛体球に生ずるクリーピング・ウェーブの速度や減衰率を測定し,従来の理論と比較した。この結果従来の理論においてあいまいであったいくつかの点を改善し、理論の精密化を図るとともに,世界で初めて,より現実的な音場,すなわち有限の大きさの音源から放射される超音波の場によって生ずるクリーピング・ウェーブを定式化することを試み,それに関する理論を開発した。
その結果,クリーピング・ウェーブの発生原因は超音波の回析効果に他ならないこと,したがって波長の比較的長い電波などでもこの現象が起こりうること,すなわち地球規模のクリーピング・ウェーブが存在する可能性があるとの知見を得た。
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