Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 115
Текст из файла (страница 115)
На практике релаксационное поглощение УЗ накладывается на обычное поглощение, обусловленное вязкостью и теплопроводностью, поэтому экспериментальные кри- 306 РНЛАКСАЦИЯ вые для а не имеют таких ярко выраженных максимумов, как показано на рис. 2. Длн получения кривых релаксационного поглощении необходимо исключать вклад других видов поглощения. Возможны случаи, когда в среде имеется одновременно несколько релаксационных процессов, к-рые характеризуются разными временами Р., напр. колебательная Р., происходящая одновременно с хнмич.
реак- !л /р ! иг Рис. 3. Завискиость сиорости звуна с/сз и нозфйициевтз релаксационного поглоще. нин ар на длину волны Л от частоты и, отнесей~гой к давлению газа Р при нали- чии рглаксационнога процесса. цией, или же несколько различных процессов структурной перестройки в жидкости. Если релаксационные процессы обладают сильно различающимися временами Р., то дисперсионные ступеньки на графике зависииости скорости внука от частоты и релаксационные максимумы на кривой частотной аависимости поглощения хороп!о разделяются (рис.
3). Если же несколько релаксациоиных процессов обладают бливкими временами Р., то в!Ш кривых дисперсии и поглощения усложняется. Хотя общие закономерности акустич. Р. одинаковы для любых веществ, име!отея нек-рые особенности для релаксационных явлений в гааах, жидкостях и твердых телах. Так, напр., в газах т — 1)Р, где Р— давление газа. Релаксационные кривые длн скорости и поглощения в газах изображают обычно как функции величины ю/Р. В газах, как правило, преобладает колебательная Рс трудности выделения того или иного релаксационного процесса часто свн- заны с влиянием примесей, к-рые могут сильно сказынатьсн как на велнчине г — с', так и на времени т. В двухатомных газах вначения т обычно очень велики и область Р.
лежит ниже УЗ-ного диапазона частот. Для более сложных газов частота шр вылив (порядка 10' — 107 Гц при давлении 1 атм). В жидкостях основными релаксационпыми процессами нвляются колебательная Р., виутримолеиулярные превращении, структурнан релаксация, химич. Р. Времена т в жидкостнх аначитольно меныпе, чем в гавах, т. к. все процессы перестройки совершаются быстрее, Во многих жидкостях шр ложит в области зинерзвукс. В твердых телах акустич.
Р. может иметь различную природу. Напр., Р, имеет место при взаимодействии УЗ с электронами проводимости в полупроводниках. В этом случае ю растет с ростом проводимости кристалла и уменьшается с ростом темп-рм и подвижности носителей тока, а величина дисперсии определяется коэфф. электромеханич.
связи. Релаксационные процессы имеют место также в полимерах, резинах н различных вязко- упругих средах. В этих веществах наблюдается значительная дисперсии звука, вызванная релаксацией механизма высокой эластичности. Лит. Мандельштам Л. И., Лгонтов ич М. А., К теории поглощения звука в нгидностзт, зЖЭТФз, 1937, т. 7, в. 3; Физическая акустика, под ред. У, Мззона,пзр. с англ., т. 2, ч. А и В,м., 1969— 1969; Михайлов И. Г., Соловьев В. А„С ы р н и к о в 10. П., Ооиозн иойн кулярной акустики, М., 1961; П е г з 1 г ! С К.
Р., Ь | 1 о т ! 1 г Т. А., Аэзогрцов зпа Шзрегз!оп ог в1!газов!с иатзз, РЬ У.- Ь., 1959. А. Л. Лоззкозз. РЕФЛЕКТОР акустический— устройство, состоящее из одного или нескольких зеркал, обеспечивающее практически полное отражение падающих на него упругих волн. Свойства акустич. Р. определяются степенью шероховатости отражающей поверхности (см. Зеркало), формой отражающей поверхности и коэфф. отражении.
По форме отражающих поверхностей Р, подразделяются на плоские, сферические, цилиндрические, эллипсоидальные, гнперболоидальные, параболоидальные и др., а по числу отражающих поверхностей — на одноверкальные, двух- РНП>ЛНКТОР зеркальные (биверкальные), трехзеркальные и т. д. Основная характеристика акустич. Р. — козфф. отражения 1(, к-рый представляет собой отношение средних по времени интенсивностей звука Рис.
Я. Схемы рефлекторов: а — сфернческого 1 с илосиам излучателем 2; б — эллаисоидального 1 со сферическая излучателем 2; г — фокус; 1 — фодусное расстояние; р — угол падения эвуиоеого луча; г — радиус кривизны яяриэля. в отраженной и падающей волнах. Для безграничного плоского Р, (веркала), иа к-рый падает плоская волна под углом () к нормали к его поверхности, соя (> — д У 1 — а> я>а> З соя З -Ь д у 1 — а' я>о' З где д — отношение волкавмк сокротивлений среды и материала зеркала, ив покаватель преломления (см. Отралввиив звука, Преломления ввуза). Акустич. Р.
применяются для ивменепия направлении распространения волн. Напр., для получения стоячей Рас. Х. Параболоадаиьиыв рефлектор 1 е плоским аялучятелем 2. волны Р. изменяет направление бегущей волны на противоположное, а для совдання бегущей волны — направляет волну на поглотитель. При фокусировке ввука Р. изменяют направление падающей на него волны таким обра- зом,что в нек-рой части пространства возникает концентрация энергии отраженных волн. Р., предназначенные для фокусировки звука, подравделяются в соответствии с их навначением на две категории: для концентрация энергии упругих волн (сы.
Кокявитра>иор) и для излучения, приема и преобразования сигналов, несущих к.-л. информацию. Первые применяютсн гл. обр. в устройствах, предназначенных для воздействия УЗ на разлнчиые вещества и процессы в УЗ-вой технологии и на биологпч. объекты в медицине, вторые — в приемно-излучающих устройствах для формирования диаграмм направленности в приборах внуковой локации для целей медицинской диагностики, гидролокации и т. п., а также в устройствах для получения иэображений при помощи укругих волн. Простейший акустич. Р.— вогнутая поверхность 1 (рнс.
(,а), имеющая форму сферы или прямого кругового Рас. 3. Однояерняльные рвбьченторы в злде усеченных пэрэбоаоэдоа ярэтевик Я с яялучятелкми 2 э виде а — плоового доска а б — цилиндра, расположенного соосно с параболоадоя. цилиндра. Фокусное расстояние 1 такого Р. Равно расстоянию от поверхности рефлектора до точки пересечения отраженного луча с акустнч. осью, когда на Р. в направлении эгон оси падает плоская волна от иалучателя. Кслн 'р — угол падения луча, параллельного акустич.
оси, а г — радиус крививны Р., то У = г (( — П, соэ()). При (3 О у = г!2. Параболондальный Р. 1 (рис. 2) собирает бев аберрации в фокусе Г лучи от плоского излучателя 2. Эллппсоидальный Р. 1 (рис. (,б) повволяет сконцентрировать в фокусе Г энергию сферич. ивлучателя 2, центр к-рого совпадает с фокусом эллипсонда О. Одноверкальные Р. (рис. 3) могут использоваться для концентрации звуковой энергии, а бизеркальные — как РЭЛЕП ВОЛНЫ для концентрации энергии (рис. 4,а), так и для получения УЗ-вых ивображений и формирования диаграмм направленности (рис. 4,б). тащу Ландау Л. д., Лифшиц Е. М., Механика сплошных сред, 2изд., М.,1953, с. 312 — 14; РозенбеРгЛ.Д., Звуиовые фокусирующие системы, М.— Л., 1949, с. 25 — 44 Д и а и о з Д.
Б., П р ох ар он П. Г., »Акуст. ж.», 19бз, т. !1, № 4, с. 442 — 52; каневский И. Н., Ьокусирозаиие звукозых и ультразвуковых волн, М., 1975 И.Н.'Паке»окко. РЭЛЕЯ ВОЛ ЯЫ вЂ” уярузие еоляы, распространяющиеся в твердом теле вдоль его свободной границы и затухающие с глубиной. Их существование было предсказано Дж. У. Рэлеем и 1885. Примеры Р. в.— волны на Схематическое ивображение волны палея, распространяющейся в направлении оси х вдоль свободной границы твердого тела, нернендикулярной оси х, я, ш — кожгонеиты колебательного смещения частиц среды; зллияс — траектория их движения. земной поверхности, возникающие при землетрясениях, УЗ-вые и гиперзвуковыв поверхностные волны в твердых телах, широко применяемые в современных физич. иссдедованиях и технике.
В плоской Р. в. в однородном ивотропном упругом полупространстве имеются две компоненты смещения (рис.), одна ив к-рых и направлена вдоль направления распространения волны (ось х), а другая ю — перпендикулярно свободной границе в глубь полупространства (направление Рис. 4. Еизеркалькые рефлекторы: а — в ниде усечбкиого 1 и НЕУСЕчениого 3 Конусов и плоского излучателя 3; б — в виде зллипсоида вращения 1 к гиперболоида вращения Г и плоского излучателе 3 в виде диска. Изображение облучаеиого объекта 4 формируется з фокусе Р на приемном зле- меиге оси х с началом на границе), причем и=Ай (е " — „, о, е ") з(п(йх — шу), ш=Ад(е * —,, е **) сов(йх — шт), р, 24* 4*-1- Б' где 1 — время, ы — кругован частота, 9 =- )У'йз — й,* й — волновое число Р.и., 21, )г( — волновые числа продольных и поперечных воли соответственно, А — проиввольная постоянная.
Толщина слоя локализации Р. в. составлнет от л до 2Л, где )( — длина волны. На глубине 2 плотность энергии в волне - 0,05 плотности у поверхности. Движение частиц в Р. в. происходит по эллипсам, болыпан полуось к-рых перпендикулярна поверхности, а ыалая — параллельна направлению распространения волны. Эксцентриситет эллипсов зависит от расстояния до поверхности и от коэфф. Пуассона о упругой среды, б)аэовая скорость Р. в. ся меньше фавовых скоростей с) и с) продольных и поперечных волн и определяется из ур-ния: 54 8»4+8 (8 21з)»)з 16 (1 (з) 0 где )) = с(с(, $ .=- с(!с(. Р. в. соответствует вещественный корень этого ур-ния, значения к-рого для твердых сред ваключены между 0,874 и 0,955. Приближенное выражение для него 1) = (0,87 + 1.12о)Р(1 + о).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
