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

ПОЯСНЕНИЯ К ЗАДАНИЯМ

1. В опыте можно использовать любой усилитель низкой частоты чувствительностью не хуже 3,5 мВ. Вместо лампочки к выходу усилителя можно подключить динамик. Тогда при ударе о ферритовый стержень из динамика будет слышен щелчок.

2. Опыт не столь прост, как может показаться на первый взгляд: нужно потренироваться, чтобы достичь требуемого эффекта.

Если держать трубку не за середину, то возбудить трением ее колебания практически не удается. Объясняется это тем, что при трении в трубке устанавли-иается стоячая волна, причем в середине трубки образуется узел, а по краям - пучности смещений (трубка возбуждается на основной собственной частоте). Закрепление середины трубки не приводит к перераспределению в ней напряжений, и поэтому трубка колеблется так, как если бы она была свободна. Если трубка закреплена не за середину, а в любом другом месте, то возбудить ее колебания на основной частоте невозможно, поскольку в месте закрепления должен быть расположен узел смещений устанавливающейся в трубке стоячей волны. Казалось бы, при таком креплении ничто не мешает колебаться трубке на соответствующей гармонике. Однако амплитуды колебаний высших порядков меньше амплитуды основного колебания, поэтому, как правило, и не происходит звучания трубки на более высокой частоте, чем основная.

Обрезая трубку и трением возбуждая колебания получающихся отрезков, легко убедиться, что более короткая трубка издает звук более высокой частоты. Сравнительно нетрудно добиться звучания трубок длиной 25-30 см; частота колебаний при этом



находится уже вблизи верхней границы звукового диапазона.

3. Сделать это можно, надев вблизи нижнего торца на вибратор резиновое колечко и вставив вибратор с колечком в каркас обмотки возбуждения. При.г настройке генератора в резонанс с излучателем вибратор будет по-прежнему совершать колебания на основной частоте, но амплитуда их значительно уменьшится.

Опыт можно поставить и иначе. Нанесите на верхний торец вибратора каплю воды и включите генератор- при этом капля немедленно распылится. Вновь повторите опыт, сильно сжав вибратор вблизи его верхнего конца. Теперь уже при включении ультразвука капля с торца вибратора не распыляется.

4. Табличные значения скорости звука в никелевом стержне и модуля упругости никеля соответственно равны с = 4785 м/с, k = 20 540 кГ/мм2. При тщательной постановке опыта можно получить значения этих величин, близкие к указанным. Основная погрешность измерения обусловлена малой точностью определения резонансной частоты вибратора: шкала генератора типа ГЗШ-63 отградуирована довольно грубо.

5. Полученные экспериментально значения длин никелевых вибраторов, возбуждаемых на их основной собственной частоте, для ряда фиксированных частот приведены в табл. 2. Аналогичную таблицу можно составить и путем соответствующего расчета.

Таблица 2

{, кГц

/, мм

Вырежьте из листа никеля полоску шириной 10- 15 мм, длина которой имеет наибольшее из приведенных в таблице значение, и, слегка изогнув ее вдоль для придания необходимой жесткости, поместите внутрь каркаса обмотки возбуждения излучателя так, чтобы она стояла на магнитах. Магниты при этом



следует снять с выступающей части катушки возбуждения и поместить под нижнее отверстие каркаса обмотки. Перемещая настроечный сердечник высокочастотного трансформатора, добейтесь резонанса - дребезжания вибратора о магниты. Сделайте отметку на сердечнике, соответствующую указанной в таблице основной собственной частоте использованного в опыте вибратора. Затем укоротите никелевый вибратор, обрезав его ножницами так, чтобы его длина стала соответствовать следующей приведенной в таблице резонансной частоте, и вновь повторите опыт. Действуя таким образом, полностью отградуируйте генератор. Вслед за этим сделайте из бумаги шкалу и наклейте ее липкой прозрачной лентой непосредственно на настроечный сердечник высокочастотного трансформатора.

Отградуировать самодельный ультразвуковой генератор можно и с помощью ферритовых вибраторов разной длины.

Разумеется, описанный способ градуировки прибора по частоте не может претендовать на слишком большую точность. Однако знание даже приблизительного значения частоты ультразвука позволит вам - особенно на первых порах - увереннее ориентироваться в целом ряде опытов

8, В магнитострикционном излучателе вместо круглого можно использовать плоский ферритовый стержень. Излучатель с плоским вибратором отличается от описанного только конструкцией каркаса обмотки возбуждения.

С таким излучателем можно поставить довольно много опытов, но он менее удобен, чем излучатель с круглым вибратором; например, плоский вибратор имеет прямоугольную по форме излучающую поверхность, и его сложнее закрепить так, чтобы можно было без значительных потерь ввести ультразвук в жидкость, и т.д. Тем не менее, если вы не сможете сразу достать для магнитострикционного излучателя круглый ферритовый вибратор, следует использовать Б опытах излучатель с плоским стержнем. Нужно только иметь в виду, что условия опытов зачастую придется подбирать самостоятельно.



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



0.0086