Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 100
Текст из файла (страница 100)
Осциллирующие сферы притягиваются с меньшей силок: для случая, когда векторы скоростей осцилляций сфер коипланарны, равны и и ПРЕЛОМЛЕНИЕ ЗВРКА 267 образуют угол <2 с линией, соединяющей нх центры, сила взаимодойствия определнется ф-лой Кенига: 2 ть' )г„= — кр —, оз (1+ 3 сов 2а). Наряду сопла><и акустич.
происхождения, зааиояп(ими от сжимаемости среды, иа тела, помещенные в авуковое поле, деиствуют таки<в силы, вызванные движением тела относительно среды. Такие силы имеют песта при нозникновении акустич. течений или ыикропотоков при навигации и наа. гидродинамическими, К пх числу относится сила сопротивлении, к-рую испытывает тело, движущееся с постоянной скоростью в визиой жидности. Для жесткой сферы радиусом а, движущейси со скоростью и, эта сила выра)кается ф-лой Стокса: Рс = блат),где ц — дииамяч. коафф. вязкости среды. Дру1'им примером гидродипамич. силы явлиется сила Бернулли, притнгивающая тела, движущиесн в жидкости или ов<ываемые ею. Для случая двух жестких сфер с радиусами а и Ь, находящихся на расстоянии г друг от друга в потоке жидкости, даижуп1ейся со скоростью у, сила Бернулли равна: 2 а'о Р .—. — пр — „<7>.
' 2 Зта сила действует, в частности, на находящиеся в звуковоы поле жесткие частицы. малые по сравнению с П. с. используется в разнообразных приемниках УЗ, устройствах, ичмернюп<их его интенсивность (радиомвтр, Рглгя диск). На действии П. с.
основаны эффекты коагуляции, дггазации жидкостей и металлов, диспергирования твердых тел в жидкости, эмульгировапия и т. и., примениемые в УЗ-вой технологии. Литл Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Механика сплошных сред, 2 нзд., М., 1952, Лебедев П.
Н., Собр, соч., М.', 1962, с. 66 —.121; П е» г й а н Л., Уль-' тразвук и его применение з науке и технике, пзр. с неи., 2 нзд., М., 1961, гл. 6; К а н е в с к и и Н. Н., лАнуст. «<.», 1961, е. 1, о. 3 — 11; Мощйыс упьтразвуиооые поля, М, 1969 <Фнзвкз н техника мощного ультразвука. кв, 2). К. А. Ноуголькмх.
ПОПЕРЕЧНЫЕ ВОЛНЫ вЂ” волны, распространиющиеся в направлении, перпеидикулирном к плоскости, в к-рой леи<ат направлении смещений и скоростей частиц тела; то же, что сдвиговмг волям. ПОРОГ КАВИТАЦИИ вЂ” граница между двумя режимами гидродинамич. процессов в жидкости — бесканитационным и кавитационныы. Для данного вида течения жидкости П. к. характериауется оироделенным, т. н. критическим, аиачением числа кавитации х,< (сы. Кавитация). Величина хя, соответствующая началу навигации, обычно отличается от величины х„, соответствующей ее исчезновению, т. е, имеет место гистерозис. Порог акустич.
навигации характеризуют минимальным эначениеи амплитуды звукового давления рю при к-ром возникает кавитационнйй процесс. Ввиду слоя<ности процесса возникновения новостей в жидкости, обусловленного многообразием механиамов роста аародышгй кавитации, н факторов, влияющих на лти процессы, П. к. и ьарактериаующие его значения х„и р„оказываются зависящими от рида параметров.
Так, напр., П, к. возрастает при снижении содеря<ания газа в жидкости посде предварительного обжатия ее высоким гидростатич. давлениеы, при повышении частоты внука и уменыпении длительности озвучивания (в частности, при уменьшении длительности импульсов акустических, если звук излучается в импульсном режиме), при повышении степени турбулентности потока. Лит.< Пв р н и к А.
Д., Пгоблвыы казитадни, 2 нзд., Л., 1966; К н оп п Р., Дойли Дж., Хзммнт Ф., Казитапня, пер. с англ., М.. 1щь, К. А. Наугольных. ПОТЕН Ц И А Л - Д Е Ф О Р М А Ц И О ННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ у л ь тразвука с алектроиами проводимости — см. Взаимодействие ультразвука с глгктроивми проводимости. ПРЕЛО<МЛЕНИЕ ЗВУКА — иаменение направлении распространения звуковой волны нри прохождении ее через границу двух сред с различными скоростями звука.
Тернии «П. з.> применим в случаях, когда поведение иолы удовлетворяет законам ггомгтрикгскоб акустики, и П. э. можно рассматривать, как преломление внуковых лучой. При преломлении выполниется закон Снеллиуса (см. Отралггниг звука): (соаО ))с' =- (соаО))с, где О и О' — углы снольжения падаипцей и преломленной волн (или соответствующих лучей), с и с' — скорости ИРеОБРАЗОВАтель с ЛМФ эузиОняьгм слоем звука в соответствующих средах. (Закон Снеллиуса можно ааписать также, пользуясь углами падения 1 = 90' — О и преломления 1' =90' — О', в виде (3!пг)/с = (эш1'))с'.) В среде с непрерывным изменением скорости звука от точки к точке имеет место р е ф р а к ц и я — непрерывное изменение направления луча.
В результате рефракции луч загибается в сторону меньшей скорости звука. При плоско-слоистой неоднородности среды лучи — плоские кривые, лежащие в плоскостях, перпеидикулнрных слоям. В таких средах, согласно закону Снеллиуса, для каждого луча имеет место соотношение (сов О))с = сопя!, к-рое можно рассматривать как ур-ние луча. Рефракция — важнейший фактор, влияющий на распространение звука в атмосфере, в онеане и в толще земли. Рефракционные эффекты могут наблюдаться такгке при распространении УЗ в иэделиях, в материале к-рых скорость звука меняется по толщине (напр., вследствие поверхностной цементации). Литл Бреховских Л. М., Волны в слоистых средах, 3 кол., М., 1973; И с ак о е в ч М.
А., Общая акустйко, М., 1973; Красильников В. А., Звуковые н ультразвуковые воины в воздухе, воде в твердых телах, 3 нэл., М., 1969. М. А. Иеакоаии. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ДИФФУЗИОННЫМ СЛОЕМ вЂ” пьееополупроаодниковий преобрааолателгп в котором обедненный носителями зарнда Схема преобразо- ватели с лнффу. эковвмм слоем: 1 — плевка мели; г — диффузионный слой меди; 3 — монокрксталл Сбя, 4 — пкпн ееый омнчоский контакт; 3 — высоко ~остатный генера- тор; е — согласуюшап кнвукткеность. акустически активный слой обравуется в результате диффузии в пластину низкоомного кьезополупроводвика на малую глубину примесей, к-рые захватывают свободные электроны и обусловливают высокое алектрич. сопротивление слоя.
Так, напр., для создании П, с д, с. из Сбб (рис.) ва плоскую поверхность монокристалла СбЗ, обладающего малым сопротивлением (р — 1 Олг см), методом ва- куумного напылении наносится танкан — О,! мкм плбнка меди. !!ри этом для ивлучения продольных волн гексагональная ось СЗЗ должна быть ориентирована перпендикулярно плоскости напылении, а длн поперечных (сдвиговых) — параллельно. Затем образец помещаетсн в вакуумную печь и выдерживается в ней опггеделевное время при темп-ре 400 С. Процесс термодиффувии меди в решетку СЙЗ приводит к образованию иа поверхности образца тонкого (1 †3 мкм) высокоомного акустически активного слоя, толщина к-рого зависит от времени диффузионного отжига. Рабочий диапазон частот П.
с д. с. составляет 10 — 1000 МГЕ. Верхняя граница диапазона обусловлена инерционностью процессов нагревания и охлаждения пьезополупроводникового образца, а также величиной коэфф. диффувии компенсирующей примеси. Недостатком П. с д. с. является возможность низкотемпературной диффузии компенсирующей принеси (напр., Сп в Сбб), что приводит со временем к понижению его резонансной частоты. Это нежелательное явление проявляется только в случае тонких диффузионных слоен с резкой границей и может быть в значительной степени устранено применением компенсирующих примесей с меньшим коафф. диффузии в пьезополупроводник (напр,, для СОВ таких, как АЕ, 3 и )л(!).
Литл Р о л 1 е г и. Р., ьэ. Арр1. Рнувл, 1963, т. 34, Ьа 4, р1 1, р. 999 — 91; П р о ко о в В. В. н л р., лралиотехнкка н электроника», 1966, т. 11, в. 4, с. 934-.53; Г р ищо н и о Е. К. ьАкуст. гкл, 1967, т. 13, Ы 3, с. 446 — 4А Е Н три осика, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЗАПИРАЮЩИМ СЛОЕМ вЂ” пьелополупроаодниповмй преобразователь, в к-ром обедненным носителнми заряда акустически активным слоем являетсн область неоыич.
контакта металл— полупроводник или область р †ииерехода. Это может быть, напр., обедненнмй слой, образованный выпрямляющим контактом между низкоомным (р 0,1 Ом см) кристаллом СаАз и типа и волотым электродом (рнс.). На преобразователь подается высокочастотный сигнал У и постоянное обратное напряжение смещения у=. Характернан особенность П. с з. с.— вависимость толщины обедненного ПРИЕМНИКИ И ИНДИКАТОРЫ УЛЬТРАЗВУКА 269 слоя д как от концентрации примесей по обе стороны перехода, так и от приложенного злектрнч. напряжения У .
Величина д может изменятьсн в пределах — 0,1 — 1 мкм, что соответстнует диапааоыу резонансных частот преобразователя — 2 — 20 ГГц. Наилгеньшее вначение д определяется концентрацией примесей и типом кон- Схема ореобраеооателв с еапврающем слоем: 1 — метааа; г — обеднбнный слой; г — пьезополупрововнвв к-чиие; г— омнческай контакт; г — нсточннк постоянного напряженно; г — дуоссеагп г— влюокочастотный геноратоу; г — раеаеантезьнав бмкостее э — согласующая вн- дуктвввость.
тактирующих материалов, а наибольшее — электрич. прочностью материала обеднбныого слоя, При У вЂ” Р из-за нелинейных алектрич. свойств преобразователя появляютси гармоники электрич. ноля, а в излучаемой звуковой волне — гармоники основного тона преобравователя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
