раздел 9.2.2.).
Однако принципиальное отличие этого эффекта от эффекта
Пельтье состоит в том, что он не исчезает, даже при очень низ-
ких температурах и охлаждение может продолжаться до темпера-
тур, близких к абсолютному нулю. Это открытие зарегистрировано
под номером 133 в следующей формулировке:"Установлено неиз-
вестное ранее явление возникновение в телах, проводящих ток,
перемещенных в магнитном поле, при прохождении через них зву-
ка, электродвижущей силы поперек направления распространенияз-
вука, обусловленной взаимодействием со звуковой волной носите-
лей заряда, находящихся в различных энергетических
состояниях". На основе открытия уже сделано ряд изобретений.
А.с. 512 422: Способ измерения времени релаксации энергии
носителей заряда в кристалле, заключающийся в измерении прово-
димости и разности потенциалов на исследуемом образце, отлича-
ющийся тем, что с целью упрощения и повышения точности измере-
ния, в образец вводят ультразвуковую волну, измеряют разность
потенциалов в направлении распространения волны и проводимость
в перпендикулярном направлении.
А.с. 543 140: Способ усиления поверхностных звуковых волн
в пьезоэлектическом полупроводнике основанный на взаимодейс-
твии звуковых волн с электрическим полем, отличающийся тем,
что с целью повышения эффективности усиления, дрейфовое напря-
жение прикладывается в направлении, перпендикулярном распрост-
ранению поверхностной звуковой волны.
5.4. Волновое движение.
Волна - это возмущение, распространяющееся с конечной
скоростью в пространстве и несущее с собой энергию. Суть вол-
нового движения состоит в переносе энергии без переноса ве-
щества. Любое возмущение связано с каким-то направлением (век-
тор электрического поля в электромагнитной волне, напрвление
колебаний частиц при звуковых волнах, градиент концентрации,
градиент потенциала и т.д.). По взаимоположению вектора возму-
щения и вектора скорости волны, волны подразделяются на про-
дольные (направление вектора возмущения совпадает с направле-
нием вектора скорости) и поперечные (вектор возмущения
перпендикулярен вектору скорости). В жидкостях и газах возмож-
ныв только продольные волны, в твердых телах и продольные и
поперечные.
Волна несет с собой и потенциальную и кинетическую энер-
гию. Скорость волны, т.е. скорость распространения возмущения,
зависит как от вида волны, так и от характеристик среды, нап-
ример, от прочности бетона при затвердевании. Измеряя скорость
распространения ультразвука можно определить, какую прочность
набрал бетон в процессе выпаривания. ("Знание-сила"II,1969)
В Японии предложено пропускать ультразвук через стальные
изделия перпендикулярно тем поверхностям, расстояние между ко-
торыми нужно измерить. Стальные изделия помещались в остную
ванну, которая просвечивалась ультразвуковыми импульсами. Из-
мерив время необходимое для прохождения импульса от каждого
вибратора, определяли внешние разхмеры изделия /заявка Японии
N 51-23193/.
При наличии дисперсии волн (см. раздел 5.4.7.) понятие
скорости волны становится не однозначным; приходится различать
фазовую скорость (скорость распространения определенной фазы
волны) и групповую скорость, являющуюся скорость переноса
энергии, что усложняет различные измерительные работы с по-
мощью различного вида колебаний. В случае же когерентного ко-
лебания фазовая скорость может нести информацию о свойствах
среды.
А.с. 288 407: Способ измерения паросодержания пароводяных
смесей и количества парогазовых включений по а.с. N'131138,
отличающийся тем, что с целью повышения точности и чувстви-
тельности при измерениях паросодержания в высокочастотных
трактах с большими потерями, отраженный сигнал, фаза которого
характеризует измеряемый параметр, выделяют из высокочастотно-
го тракта, усиливают, ограничивают по амплитуде и сравнивают
его фазу с фазой опорного когерентного высокочастотного коле-
бания.
А.с. 412 421: Способ измерения скорости ультразвука в
средах основанный на определении времени рапространения коле-
баний с помощью фазового сдвига, отличающийся тем, что с целью
повышения точности измерения, модулируют колебания по фазе и
одновременно пропускают через исследуемую и эталонную среду,
измеряя на границах обеих сред относительную величину фазы ко-
лебаний, и по результатам измерения находят скорость ультраз-
вука в исследуемой среде.
5.4.1. Стоячие волны.
При наличии каких-либо неоднородностей в среде имеют мес-
то явления преломления и отражения волн. Если возбуждаемые в
среде волны отражаются от каких-то границ (препятствий), то
при определенном сдвиге фаз в результате наложения прямой и
отраженной волны может возникнуть стоячая волна с характерным
расположением максимумов возмущения (узлов и пучностей). При
наличии стоячей волны переноса энергии через углы нет, и в
каждом участке между двумя узлами наблюдается лишь взаимопрев-
ращение кинетической и потенциальной энергии.
А.с. 337 712: Способ определения модуля упругости бетона
путем ультразвукового прозвучивания образца, отличающийся тем,
что с целью повышения точности, фиксируют частоту ультразвуко-
вых колебаний при возникновении стоячей волны и по ней судят о
модуле упругости бетона.
А.с. 488 170: Способ ипытания кабельных изделий на виб-
ростойкость путем создания колебаний в закрепленном по концам
образца, находящемся под натяжением, отличающийся тем, что с
целью повышения надежности испытаний кабель-буксирных комплек-
таций, на образце кабеля закрепляют соединитель, идентичный по
весу, размерам, и элементам фиксации муфте изделия, концы зак-
репляют шарнирно, возбуждают в нем стоячие волны, а соедини-
тель размещают в узле стоячей волны.
5.4.2. Эффект Доплера-Физо.
Еслирегистрировать колебания в точке, расположенной на
каком-либо расстоянии от источника колебаний и неподвижной от-
носнего, то частота регистрируемых колебаний будет равна час-
тоте колебаний источн Если же источник и приемник приближаются
друг к другу, то частота регистрируемых колебаний будет выше
частоты колебаний источника. При взаимном удалении приемника и
источника приемник будет регистрировать понижение частоты ко-
лебаний. При этом изменение частоты зависит от скорости взаим-
ного движения источника и приемника. Этот эффект был впервые
открыт Доплером в акустике, позже его независимо открыл Физо и
рассмотрел его в случае световых колебаний.
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 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72
Однако принципиальное отличие этого эффекта от эффекта
Пельтье состоит в том, что он не исчезает, даже при очень низ-
ких температурах и охлаждение может продолжаться до темпера-
тур, близких к абсолютному нулю. Это открытие зарегистрировано
под номером 133 в следующей формулировке:"Установлено неиз-
вестное ранее явление возникновение в телах, проводящих ток,
перемещенных в магнитном поле, при прохождении через них зву-
ка, электродвижущей силы поперек направления распространенияз-
вука, обусловленной взаимодействием со звуковой волной носите-
лей заряда, находящихся в различных энергетических
состояниях". На основе открытия уже сделано ряд изобретений.
А.с. 512 422: Способ измерения времени релаксации энергии
носителей заряда в кристалле, заключающийся в измерении прово-
димости и разности потенциалов на исследуемом образце, отлича-
ющийся тем, что с целью упрощения и повышения точности измере-
ния, в образец вводят ультразвуковую волну, измеряют разность
потенциалов в направлении распространения волны и проводимость
в перпендикулярном направлении.
А.с. 543 140: Способ усиления поверхностных звуковых волн
в пьезоэлектическом полупроводнике основанный на взаимодейс-
твии звуковых волн с электрическим полем, отличающийся тем,
что с целью повышения эффективности усиления, дрейфовое напря-
жение прикладывается в направлении, перпендикулярном распрост-
ранению поверхностной звуковой волны.
5.4. Волновое движение.
Волна - это возмущение, распространяющееся с конечной
скоростью в пространстве и несущее с собой энергию. Суть вол-
нового движения состоит в переносе энергии без переноса ве-
щества. Любое возмущение связано с каким-то направлением (век-
тор электрического поля в электромагнитной волне, напрвление
колебаний частиц при звуковых волнах, градиент концентрации,
градиент потенциала и т.д.). По взаимоположению вектора возму-
щения и вектора скорости волны, волны подразделяются на про-
дольные (направление вектора возмущения совпадает с направле-
нием вектора скорости) и поперечные (вектор возмущения
перпендикулярен вектору скорости). В жидкостях и газах возмож-
ныв только продольные волны, в твердых телах и продольные и
поперечные.
Волна несет с собой и потенциальную и кинетическую энер-
гию. Скорость волны, т.е. скорость распространения возмущения,
зависит как от вида волны, так и от характеристик среды, нап-
ример, от прочности бетона при затвердевании. Измеряя скорость
распространения ультразвука можно определить, какую прочность
набрал бетон в процессе выпаривания. ("Знание-сила"II,1969)
В Японии предложено пропускать ультразвук через стальные
изделия перпендикулярно тем поверхностям, расстояние между ко-
торыми нужно измерить. Стальные изделия помещались в остную
ванну, которая просвечивалась ультразвуковыми импульсами. Из-
мерив время необходимое для прохождения импульса от каждого
вибратора, определяли внешние разхмеры изделия /заявка Японии
N 51-23193/.
При наличии дисперсии волн (см. раздел 5.4.7.) понятие
скорости волны становится не однозначным; приходится различать
фазовую скорость (скорость распространения определенной фазы
волны) и групповую скорость, являющуюся скорость переноса
энергии, что усложняет различные измерительные работы с по-
мощью различного вида колебаний. В случае же когерентного ко-
лебания фазовая скорость может нести информацию о свойствах
среды.
А.с. 288 407: Способ измерения паросодержания пароводяных
смесей и количества парогазовых включений по а.с. N'131138,
отличающийся тем, что с целью повышения точности и чувстви-
тельности при измерениях паросодержания в высокочастотных
трактах с большими потерями, отраженный сигнал, фаза которого
характеризует измеряемый параметр, выделяют из высокочастотно-
го тракта, усиливают, ограничивают по амплитуде и сравнивают
его фазу с фазой опорного когерентного высокочастотного коле-
бания.
А.с. 412 421: Способ измерения скорости ультразвука в
средах основанный на определении времени рапространения коле-
баний с помощью фазового сдвига, отличающийся тем, что с целью
повышения точности измерения, модулируют колебания по фазе и
одновременно пропускают через исследуемую и эталонную среду,
измеряя на границах обеих сред относительную величину фазы ко-
лебаний, и по результатам измерения находят скорость ультраз-
вука в исследуемой среде.
5.4.1. Стоячие волны.
При наличии каких-либо неоднородностей в среде имеют мес-
то явления преломления и отражения волн. Если возбуждаемые в
среде волны отражаются от каких-то границ (препятствий), то
при определенном сдвиге фаз в результате наложения прямой и
отраженной волны может возникнуть стоячая волна с характерным
расположением максимумов возмущения (узлов и пучностей). При
наличии стоячей волны переноса энергии через углы нет, и в
каждом участке между двумя узлами наблюдается лишь взаимопрев-
ращение кинетической и потенциальной энергии.
А.с. 337 712: Способ определения модуля упругости бетона
путем ультразвукового прозвучивания образца, отличающийся тем,
что с целью повышения точности, фиксируют частоту ультразвуко-
вых колебаний при возникновении стоячей волны и по ней судят о
модуле упругости бетона.
А.с. 488 170: Способ ипытания кабельных изделий на виб-
ростойкость путем создания колебаний в закрепленном по концам
образца, находящемся под натяжением, отличающийся тем, что с
целью повышения надежности испытаний кабель-буксирных комплек-
таций, на образце кабеля закрепляют соединитель, идентичный по
весу, размерам, и элементам фиксации муфте изделия, концы зак-
репляют шарнирно, возбуждают в нем стоячие волны, а соедини-
тель размещают в узле стоячей волны.
5.4.2. Эффект Доплера-Физо.
Еслирегистрировать колебания в точке, расположенной на
каком-либо расстоянии от источника колебаний и неподвижной от-
носнего, то частота регистрируемых колебаний будет равна час-
тоте колебаний источн Если же источник и приемник приближаются
друг к другу, то частота регистрируемых колебаний будет выше
частоты колебаний источника. При взаимном удалении приемника и
источника приемник будет регистрировать понижение частоты ко-
лебаний. При этом изменение частоты зависит от скорости взаим-
ного движения источника и приемника. Этот эффект был впервые
открыт Доплером в акустике, позже его независимо открыл Физо и
рассмотрел его в случае световых колебаний.
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 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72