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

вибратора колеблется. Теперь было бы неплохо воочию убедиться, что вибратор является источником ультразвуковой волны и она обладает теми же свойствами, что и любая другая.

Сделать это можно следующим образом. На мягкую подкладку, состоящую из нескольких слоев тонкой бумаги, поместите плотный бумажный лист белого цвета. На лист через марлевое сито тонким слоем равномерно насыпьте мелкий песок (лучше такой, который используется в песочных часах). Расположив излучатель под углом примерно 45° к горизонту, прикоснитесь концом его вибратора к центру листа бумаги и настройте ультразвуковой генератор в резонанс с вибратором. При этом песок на листе бумаги быстро перераспределится так, что станут видны круговые «волны» с центром в точке прикосновения вибратора (рис. 39). Опыт не удается, если вибратор излучателя расположить вертикально. Для получения хорошей картины волн необходимо экспериментально подобрать подкладку и лист бумаги (его толщину и сорт).

Теория наблюдаемого в описанном опыте явления сложна, и поэтому мы ее рассматривать не будем. Здесь важно то, что в опыте непосредственно видно, что ферритовый вибратор излучателя является источником ультразвуковой волны, распространяющейся по поверхности и внутри бумажного листа. Песок по поверхности бумаги перераспределяется так, что обозначает линии равных фаз ультразвуковой волны.

Попробуйте установить некоторые физические свойства ультразвуковой волны на бумаге. Передвигайте излучатель, не отрывая торца его вибратора от бумажного листа. Вы заметите, как вместе с источником перемещается по бумаге и система круговых волн.

Пододвиньте вибратор ближе к краю листа. При этом песок на бумаге обозначит еще одну систему волн, отраженных от края.

Прорежьте в листе бумаги небольшое отверстие и расположите вблизи него вибратор излучателя. Вы увидите, что ультразвуковая волна частично отражается от препятствия и огибает его. Отсюда следует существование дифракции ультразвука.



Таким образом, описанные опыты и ряд других, которые можно самим придумать и поставить, убеждают в том, что магнитострикщюнный излучатель


Рис. 39; Круговые волны на бумаге при разных наклонах вибратора.

Использованный в опыте песок был слегка желтоьатым, и поэтому фотографии волн не контрастны.

действительно возбуждает в упругой среде ультразвуковую волну и эта волна обладает свойствами, аналогичными свойствам звуковых волн.

Опыты с волнами на бумаге можно продолжить. На установленный горизонтально плоский слой



поролона толщиной не менее 1 см положите лист плотной белой бумаги. Для успеха опытов очень важно подобрать подходящую бумагу (например, можно использовать лист толщиной 0,3 мм и размером 200 X 290 мм2). Равномерно посыпьте лист мелко раздробленными кристалликами марганцовокислого калия. Расположив излучатель вертикально, прикоснитесь торцом его вибратора к поверхности листа. Вы увидите, что кристаллики на поверхности листа будут интенсивно колебаться, однако никакой картины волн, подобной тем, которые вы наблюдали в предыдущих опытах, не образуется.

Результат опыта нетрудно объяснить: вертикально колеблющийся вибратор возбуждает в горизонтально расположенном листе поперечную бегущую волну (ее называют изгибной). Эта волна просто приводит в колебательное движение расположенные на листе кристаллики марганцовокислого калия, не перемещая их.

Теперь коснитесь вибратором листа вблизи его незакрепленного края. Вы сразу увидите, появление характерной картины,, обозначенной перераспределившимися кристалликами (рис. 40).

Попробуем объяснить результат опыта. Из предшествующего вы уже знаете, что ультразвуковая волна хорошо отражается на граниде между твердым веществом и газом. В результате наложения падающей от вибратора и отраженной краем листа волн (обе волны, очевидно, когерентны) образуется интерференционная картина, представляющая собой распределение максимумов и минимумов интенсивности ультразвукового поля. Эта картина неподвижна, и поэтому легкий порошок сбрасывается с максимумов интенсивности, где лист колеблется со значительной амплитудой, и собирается в минимумах. В результате порошок обозначает распределение интенсивности в ультразвуковом поле (в опытах с наклонным излучателем получалось распределение линий равных фаз).

Внимательно рассмотрите получающуюся в опыте интерференционную картину. Вы видите, что кристаллики не собираются на самом краю листа. Это. означает, что по краю листа проходит максимум ив-.



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



0.0012