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

использована ферритовая пластинка толщиной 0,2- 0,25 мм и площадью 15 X 20 мм2. Изготовить плоскопараллельную пластинку такой толщины с достаточно высокой точностью труднее, чем вибраторы ранее описанных излучателей. Нам кажется, что лучше отшлифовать слегка клиновидную пластинку. Интенсивность ультразвука, обеспечиваемого таким вибратором, естественно, снижается, зато появляется возможность поставить несколько интересных опытов.

В высокочастотных магнитострикционных излучателях ультразвука в качестве вибраторов используются радиотехнические ферритовые стержни, которые по прямому назначению применяются как сердечники магнитных антенн карманных радиоприемников. Можно высказать надежду, что если были бы разработаны специальные ферритовые вибраторы, то построенные на их основе магнитострикционные излучатели частотой несколько мегагерц вполне могли бы конкурировать с пьезоэлектрическими излучателями. Как знать, может быть и вам предстоит внести свой вклад в это важное и интересное дело! Во всяком случае, несомненно одно: высокочастотные магнитострикционные излучатели таят в себе еще много нераскрытых возможностей.



II. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

УЛЬТРАЗВУКА

Как уже отмечалось выше, ультразвук и звук - это волны одной природы. Поэтому все основные явления акустики наблюдаются и в ультразвуковой области частот.

Действительно, звук и ультразвук излучаются источниками, которые в принципе одинаковы: это колеблющиеся тела, возбуждающие в окружающей среде упругую волну.

Звуковые и ультразвуковые волны распространяются с определенной (обычно постоянной) скоростью, зависящей от свойств окружающей источник среды.

При распространении ультразвуковые и звуковые волны переносят энергию, причем часть энергии «теряется» в среде, что приводит к затуханию волн.

Для ультразвуковых волн, так же как и для звуковых, существует явление Допплера-эффект изменения воспринимаемой приемником частоты волны при движении приемника или источника относительно средыв

Скорость звука в определенных условиях зависит от частоты. Это явление, называемое дисперсией, имеет место и в ультразвуковом диапазоне.

Переход звуковых и ультразвуковых волн из одной среды в другую сопровождается отражением и преломлением на границе раздела сред.

При наложении нескольких когерентных звуковых волн происходит явление интерференции. То же явление наблюдается и для ультразвука.

Если звуковая или ультразвуковая волна встречает на своем пути препятствие, она огибает его. Это явление называется дифракцией упругой волны.

Наконец, ультразвуковые и звуковые волны могут быть как продольными (в газах, жидкостях и твердых телах), так и поперечными (в твердых телах),



Перечень акустических явлений, протекающих одинаково в области звуковых и ультразвуковых частот, можно было бы значительно расширить и конкретизировать. Однако это вовсе не означает, что изучение ультразвука не дает ничего нового. Как раз напротив, существует обширный класс явлений, которые характерны только для ультразвука, и их с трудом можно (или вообще нельзя) обнаружить в области звуковых частот. Часть этих явлений принято объединять под общим названием эффектов второго порядка *). К ним относятся, например, радиационное давление, акустический ветер, ультразвуковой фонтан, притяжение между частицами в звуковом поле и т. д. Многие специфические явления ультраакустики не получили еще достаточно строгого теоретического объяснения.

Нетрудно понять, почему в области ультразвуковых частот должны наблюдаться явления, не имеющие места в звуковом диапазоне. Ультразвуковая волна, имея существенно большую частоту, чем звуковая, обладает при той же амплитуде А и большей интенсивностью (см. формулу (11)). Высокочастотные колебания частиц среды значительной интенсивности, естественно, оказывают более сильное влияние на физические процессы, сопровождающие распространение ультразвука, чем слабые звуковые колебания. Именно этим объясняются многие явления ультраакустики.

Ниже описаны простые опыты с построенными вами ультразвуковыми генераторами и излучателями, позволяющие экспериментально изучить некоторые явления ультраакустики. Разумеется, здесь нельзя дать подробного описания всех интересных опытов. Однако, если вы поставите даже те, которые описаны ниже, то получите некое представление о том новом, что дало изучение ультразвука.

ВОЛНЫ НА БУМАГЕ

В опытах с магнитострикциоиным излучателем ультразвука вы уже доказали, что торец ферритового

*) Это название связано с порядком приближения, которое допускается при решении дифференциального уравнения, описывающего ультразвуковую волну.



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



0.0073