Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [11] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

торец вибратора, нередко превышает 30 см, так что шарик - если вы окажетесь невнимательны - может просто выскочить из трубки.

Рекомендуем повторить этот опыт несколько раз. Магнитострикционный излучатель ультразвука работает только на резонансных частотах, поэтому имеет смысл немного потренироваться, чтобы в дальнейшем уверенно настраивать ультразвуковой генератор в резонанс с вибратором.

Только что поставленный вами опыт вполне аналогичен (разве лишь более эффектен) описанному


Рис. 18. Обнаружение ультразвуковых колебаний вибратора с помощью стального шарика.

Опыт можно поставить и с самодельным ультразвуковым генератором.

выше опыту с дребезжащим лезвием на вибраторе. Пользуясь транзисторным ультразвуковым генератором, повторите оба эти опыта один вслед за другим. Сопоставьте результаты опытов, выявите общие черты явлений и различия между ними.

Продолжим экспериментальное изучение магнитострикционного излучателя. Мы уже говорили, что при совпадении частоты генератора с основной собственной частотой вибратора в последнем устанавливается стоячая ультразвуковая волна и на всей длине вибратора укладывается половина длины волны звука в феррите. При этом мы ссылались на то, .что стоячая волна в свободном стержне образуется



благодаря ?штерференции бегущих волн, отраженных от торцов стержня. Коэффициент отражения звуковой волны на границе твердое вещество - газ мы принимали равным практически единице.

Теперь экспериментально докажем все это. Пальцами возьмитесь за конец вибратора, возбужденного на основной частоте (рис. 19,а). Вы почувствуете, что вибратор стал «скользким». Сожмите пальцы (или прижмите один из них к торцу вибратора) и у вас возникнет ощущение легкого ожога. Выключите


Рис. 19. Обнаружение колебаний вибратора магнитострикцион-ного излучателя.

ультразвук. Все эти ощущения немедленно исчезают. Очевидно, наблюдаемые явления объясняются просто тем, что конец вибратора совершает колебания с большой частотой и заметной амплитудой.

Перемещайте пальцы к середине вибратора (рис. 19,б).Тогда ощущение «скользкости» вибратора уменьшится, а когда вы дойдете до его середины, оно вообще пропадет. Это говорит о том, что амплитуда колебаний вибратора постепенно уменьшается к его середине. Из опыта следует, что в середине вибратора действительно находится узел, а по краям - пучности смещений, т. е. в вибраторе устанавливается стоячая волна.

На стол под вибратор излучателя налейте несколько капель воды так, чтобы нижний торец ви-



братора оказался в воде. Вновь повторите опыт с дребезжащим лезвием или прыгающим шариком. Вы обнаружите, что дребезжания сильно ослабли, а шарик при резонансе подпрыгивает на высоту не более 0,5- 1 см.

Что произошло с излучателем? Куда девалась та энергия, которая заставляла подпрыгивать шарик до высоты в несколько десятков сантиметров? Да, она «ушла» буквально в стол!

Коэффициент отражения звука на границе между твердым веществом и жидкостью значительно меньше единицы. Значит, в опыте от нижнего торца вибратора отражается ультразвуковая волна, имеющая существенно меньшую амплитуду, чем в том случае, когда между - вибратором и столом находилась воздушная прослойка. А так как в вибраторе интерферируют волны разных амплитуд, то в результате получается и стоячая, и бегущая волны, причем, поскольку бегущая волна уносит с собой часть энергии, амплитуда стоячей волны, естественно, уменьшается. Этим и объясняется снижение амплитуды колебаний торца вибратора.

Внимательно проанализируйте поставленные вами опыты. Постройте из экспериментальных результатов логическую цепочку, сопоставимую с выводами элементарной теории магнитострикционного излучателя. Иными словами, из эксперимента выведите заключения, подтверждающие правильность теории.

Мы уже несколько раз говорили о коэффициенте отражения ультразвука, не определяя этого понятия. Настало время заменить интуитивное представление строгим.

Коэффициентом отражения ультразвука называется отношение интенсивности волны, отраженной от границы раздела двух сред, к интенсивности падающей волны

Отношение интенсивности волны, проходящей через границу раздела сред, к интенсивности падающей волны называется коэффициентом пропускания


(25)

пр/ * пад-

(26)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [11] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52



0.0056