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

Налейте в линзовый сосуд немного дистиллированной воды, включите генератор и настройте его в резонанс с вибратором. На поверхности воды вы заметите довольно большую область вспучивания. Постепенно добавляя воду в сосуд, вы увидите, как размеры области, в которой происходит вспучивание поверхности, уменьшаются, появляется небольшой бугорок, он растет, из его центра начинают вылетать брызги и, наконец, образуется мощный ультразвуковой фонтан! Если и дальше добавлять воду, то высота фонтана постелено уменьшится, затем он исчезнет и наблюдается вновь лишь область вспучивания поверхности воды.

На рис. 73 представлены фотографии ультразвуковых фонтанов, полученных в воде с помощью несимметричного ультразвукового излучателя на частоту 1 МГц.

Какие выводы следуют из этого опыта? Во-первых, линза из оргстекла действительно фокусирует распространяющуюся в воде ультразвуковую волну. Во-вторых, опыт показывает, что существует явление преломления ультразвуковой волны на границе раздела между жидкостью и твердым телом. В-третьих, из опыта можно сделать заключение, что скорость ультразвука в оргстекле действительно больше, чем в воде.

В экспериментах по фокусировке ультразвуковой волны вместо дистиллированной воды можно использовать прокипяченную воду. Применять водопроводную воду нежелательно: в ней растворено значительное количество воздуха, и интенсивность ультразвука в такой воде будет мала. Фонтан получится еще выше, если применять керосин или спирт.

Из формулы (48) следует, что интенсивность ультразвука в фокусе линзы возрастает с уменьшением длины ультразвуковой волны, или увеличением ее •частоты. Высота фонтана определяется величиной радиационного давления ультразвука на поверхность жидкости, а последняя однозначно связана с интенсивностью. Таким образом, высота фонтана может служить мерой интенсивности ультразвука.

На рис. 74 представлены фотографии ультразвуковых фонтанов, полученных с помощью магнитострикционного излучателя на частоту 3-5 МГц. Высоты



Рис. 73. Ультразвуковые фонтаны, полученные с помощью магнитострикционного излучателя на частоту 1 МГц. Любопытно, что фонтан всегда бьет в сторону от обмотки возбуждения несимметричного излучателя. На фотографии хорошо видно, "то капли из фонтана вылетают почти со строгой периодичностью.



их примерно в три раза больше, чем высоты фонтанов, изображенных на рис. 73.

Не следует преувеличивать доказательность опытов с получением фонтана на разных частотах. Чтобы выводы из таких опытов были строгими, необходимо обеспечить равенство интенсивностей ультразвука,


Рис.74. Ультразвуковые фонтаны (частота ультразвука 3-5 МГц),

При хорошей наладке установки высота фонтана достигает 30- 40 см. Фонтан бьет вертикально вверх (симметричный излучатель). Фонтанирование сопровождается интенсивным образованием тумана (аэрозоля).

даваемого магнитострикционными излучателями разных частот. И все же качественно эти опыты подтверждают зависимость интенсивности в фокусе линзы от длины ультразвуковой волны.

Задание 40. В линзовый сосуд, помещенный на вибратор высокочастотного магнитострикционного излучателя, налейте дистиллированную воду так, чтобы ее поверхность была значительно выше фокальной плоскости линзы. В воде размешайте небольшое количество крахмала. Включите ультразвук



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



0.0009