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

обеспечивающего получение ультразвука частотой порядка 20 кГц, до границы раздела жидкостей и включите ультразвук. При этом в воде образуется белая эмульсия керосина. Для ускорения процесса можно передвигать излучатель вверх и вниз, чтобы его работающий вибратор многократно пересекал границу между несмешивающимися жидкостями. Дайте приготовленной эмульсии некоторое время


Рис. 63. Стоячая ультразвуковая волна в жидкости. а. В трубке находится эмульсия керосина в воде. Керосин коагулирует в узлах смещений стоячей волны. Полезно сравнить результат этого опыта с опытами, фотографии которых приведены на рис. 57 , 58 и 62. б. В трубке одновременно находятся суспензия крахмала в воде и эмульсия керосина в воде. Крахмал коагулирует в пучностях, а керосин - в узлах смещений

стоячей волны.

отстояться, чтобы относительно крупные капли керосина успели всплыть вверх, и, открыв кран внизу сосуда, аккуратно слейте эмульсию в пробирку, отделяя ее тем самым от керосина. Для успешной постановки опыта важно отсутствие в эмульсии крупных капель керосина (эмульсия на вид должна быть совершенно однородной).

Полученную эмульсию наберите в стеклянную трубку и поместите ее на вибратор ультразвукового излучателя средней частоты точно так же, как вы это делали при использовании суспензии крахмала в во-



де. Спустя некоторое время после начала облучения (обычно значительно превышающее время, необходимое для коагуляции крахмала в воде) можно увидеть, как мельчайшие капельки керосина коагулируют, но теперь уже не в пучностях, а в узлах смещений, причем верхний узел отстоит от поверхности жидкости на четверть длины волны ультразвука.

Из опытов следует вывод, что диспергированное (размельченное) в жидкости вещество коагулирует в узлах смещений, если его плотность меньше плотности жидкости, и в пучностях смещений стоячей волны, если его плотность превышает плотность жидкости.

Для более эффектного подтверждения этого вывода можно провести опыт одновременно с эмульсией керосина и суспензией крахмала в воде. В последнем случае, поскольку керосин коагулирует в узлах смещений, а крахмал - в узлах давлений, эти вещества окажутся в трубке пространственно разделенными (рис. 63).

Сравните эти опыты с экспериментами со стоячей волной в трубке Кундта. Не правда ли, явления, происходящие в них, очень похожи?

Задание 32. Постройте модель ультразвукового интерферометра, пользуясь магнитострикционным излучателем ультразвука средней частоты. Ламповый генератор, обеспечивающий работу излучателя, питается переменным током. Означает ли это, что в схеме компенсации нельзя использовать измерительный прибор постоянного тока?

Задание 33. Применяя магнитострикционный излучатель, обеспечивающий получение ультразвука средней частоты, измерьте скорость звука в суспензии крахмала в воде. Оцените точность этих измерений по сравнению с точностью аналогичных измерений, которые можно сделать, пользуясь низкочастотным излучателем и суспензией алюминиевой краски в ацетоне.

Задание 34. Экспериментально докажите, что ультразвук может распространяться по изогнутому волноводу (рис. 64).



Задание 35. Вы поставили опыты по образованию стоячей волны в суспензии алюминиевой краски в ацетоне и в суспензии крахмала в воде. Первые опыты выше были объяснены ориентирующим действием ультразвука, а вторые - его коагулирующим действием. Правильны ли такие объяснения? Обоснуйте

их соображениями, вытекающими непосредственно из эксперимента.

Задание 36. На поверхность вибратора магнитострикционного излучателя, дающего ультразвук частотой порядка 1 МГц, нанесите каплю транс-



Рис. 64. Ультразвуковые волноводы.

форматорного илн вазелинового масла и помес-стите на нее склеенную из оргстекла кювету (дно кюветы должно иметь толщину не более 1 мм). В кювету налейте дистиллированную воду и взболтайте в ней небольшое количество крахмала (оптимальную «концентрацию» крахмала нетрудно подобрать опытным путем). Включите генератор и настройте его в резонанс с вибратором. Объясните наблюдаемое явление.

Задание 37. Выполнив опыт по предыдущему заданию, погрузите в налитую в кювету жидкость стеклянную пластинку толщиной около 2 мм так,



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



0.0069