Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Рассеяние на поперечных волнах может наблюдаться также з очень вяаких жидкостях. Наблюдать М.— Б. р. можно с помощью установки (рис. 4), где свет от источника, на0тр, от рубинового лазера 1, проходит через фокусирующую оптич. систему 2 к полупрозрачное зеркало 3, после чего попадает в кювету с жидкостью, рассеяние в к-рой наблюдают, или же на кристалл исследуемого вещества 4.
При наблюдении рассеяния нааад рассеянный 208 МАНДЕЛЬШТАМА — БРИЛЛЮЭНА РАССЕЯНИЕ сает, попавшил на аеркало а, направляется на интерферометр цзабри— Перо 5 и фотоумножипшь 6, которые поаволяют исследовать рассеянный свет. Использование лазеров привело также к открытию нового явления— вынужденного рассеяния Мандельштама— Б р и л л ю э и а. При достаточно больших мощностях светового импульса лазера, когда напрпженность электрич, поля Е в световой волне оказывается -(04 — (Оа В!сьц это поле может ояааать существенное влия- Рпс.
а. Схема установки длп пабчюдепия рассеяния Мапдальщтама — Бриллюена: з — псточппк света; е — Феаусирующая оптическая свстеиа; 3 — палупрозрачное зеркало; а — исследуемый кристалл; а — иитерферометр Фабра — перо; а— Фотоумножитель. ние на саму рассеивающую среду, т. е. на ту упругую волну, на к-рой происходит рассеяние. Основой такого взаимодействия является аффект зааитраатриичии. Сиды, обусловленные электрострикцией, соадают в среде дополнительные воамущения, к-рые при определенных условиях обеспечивают непрерывную подкачку анергии в упругую волну.
Этв силы равны: Р = — игаб(йт (р — ) 1, а ур-ние для авукового давления в среде в этом случае имеет вид: эар з з, (да) ди зв = зл "~др1г — — с рар= — — расБ( — ) 7 Е. Квадратичный член в правой части этого ур-ния, пропорциональный проиаведению злектрич.
поля в падающей и рассеянной волнах ЕдЕР, характеризует источник, обеспечивающий воаникновеиие авуковой волны с частотой П = юа — ю,. В ур-нин Максвелла, описывающие распространение света в среде, войдет иелинейае ный член вида: — ' Е, где изменение ад диэлектрической проницаемости Ез является ф-цией изменения давления (или плотности). Совместное решение этих уравнений показывает, что если амплитуда световой волны превышает некоторое значение, наз. пороговым, то та авуковая волна, к-рая выаывает эффект обычного М. — Б. р. (нли, как говорят, теплового рассеяния), начинает усиливаться под действием света. Это приводит также к увеличению интенсивности рассеянного света, к-рая может стать величиной такого же порядка, как и интенсивность первичной падающей световой волны.
Значение пороговой интенсивности света, при к-рой начинается нарастание звука, тем меньше, чем меншпе коэфф. поглощения звука. В згроцессе вынужденного М. — Б. р. возникает весьма интенсивный гпперзвук, верхняя граница частоты к-рого -10гг Гц длл твердого тела и -20'— (О" Гц для жидкостей и газов. Получение упругих волн столь высокой частоты в япадкостях н газах другими способами пока невозможно, а при генерации таких частот в твйрдом теле (в монокристаллах кварца и сапфира при темп-ре жидкого гелия) обычными способами получается гиперавук весьма малой мощности.
Т. о., вынужденное М. — Б. р. является методом возбуждения гиперавука и его изучения. Однако частоты гиперзвука, излучаемого таким методом, лежат в довольно узком диапазоне. При фокусировке гигантского импульса рубинового лааера мощностью — 000 — 200 МВТ внутри образца вещества, рассеяние на к-ром наблюдается, можно получить интенсивность света -(04 МВт!Сма, что соответствует напряженности злектрич. поля световой волны Š— (О' В(см. Этого достаточно для проявления нелинейных явлений и наблюдения вынужденного М.— Б.
р. При фокусировке лааерного излучения сферич. линзой наибольшую интенсивность рассеяния, а следовательно, и наибольшую интенсивность звука можно ожидать под углом рассеяния 0 =- (ВО*, т. к. для этого направления рассеяния область нелинейного взаимодействия будет наибольтпей. Применение цилиндрич. линзы позволяет получить интенсивное вынужденное М.— Б. р, под углом 0 =- 90'. Интенсивность звуковой волны, возникаю- мнтлллизлция и плйнл 266 щей при вынужденнои М.— Б. р., не велика. Так, напр., при интенсивности падающего света 60 МВт)смг максимальная акустич. мощность в плавленом кварце составляет 1,6.10 э Вт. В кристаллах при низких темп-рах может быть получена значительно большая акустич.
мощность. Лчтх Фабелппскпй И, Л., Мопепуппркое рассепнпе света, М., 1965; Старукоо В. С., Фабеликсккй И. Л., гУспехп физ. каукь, 1969, т. 98, о. 3, с. 441 — 91; Пга!бег 7., Тапэ С. 1., орйуг Иеч Ье11м, 1967, ч. 19, р. 693; Физическая акустика, поп реп.
у. Мгоопа, пер. с акгп., т. 6, М., 1973, гл 1; г. 7, М., 1974, гк, 5. А Л. Пох хова, МАХА ЧИСЛΠ— в аэродинаи и к е безраамериая величина, равнаи отношению скорости о движения тела в однородной сжимаемой среде к скорости звука с в той же среде. М, ч. можно рассматривать как велпчияу, пропорциональную отношению энергий направленного и хаотического движений молекул гааа, и в этом смысле оно характериаует относительную величину возмущения среды движущимся телом, выаывающим направленное движение гааа.
М. ч. — один иа основных критериев подобия в аэродинамике, играющих существенную роль в ситуациих, когда нельзя пренебрегать сжимаемостью газа. В а к у с т и к е под М. ч. понимается величина М» = о)с, где ив амплитуда колебательной скорости частил в авуковой волне, г — скорость звука. М. ч. можно также записать в виде: М» = рЧр, где р' — избыточная плотность, обусловленная проходящей волной, р — равновесное значение плотности, откуда следует, что М. ч. характериаует степень возмущения среды, вмазанного проходящей в ней авуковой волной. Поскольку предметом научения акустики являются процессы, в к-рых возмущения среды малы, соответственно малы и значения М. ч.
(г9уо х< 1); зто условие является количественным критерием применииости акустич. представлений. Напр., для звука в воадухе, интенсивность которого соответствует громкому разговору, Ма ~ 10 ". щ А. Наэгохьнчх. МЕРТВАЯ ЗОНА — часть объема изделии, контролируемого методом УЗ-вои дгфектогпопии, в к-рой невозможно обнаружить дефекты. Следует различать геометрическую и временную М.
з. Геометрическая М. а. — зто участки изделия, в к-рые из-за сложной его формы невозможно ввести УЗ-вые колебания. Временная М. а.— это подповерхностный слой изделия, в пределах к-рого зхо-сигналы от обнаруженных неоднородностей (дефектов) сливаютси с излучаемым (зондирующим) импульсом, делая невоаможной их раадельную регистрацию. МЕТАЛЛИЗАЦИЯ И ПАЙКА у л ь т р а з в у к о в ы е — процесс соединения материалов путем образования молекулярного контакта жидкого металла (припоя) с трудно металлиаируемыми материалами под воздействием УЗ-вых колебаний. М. и п. имеют общую фиэич. природу и осуществляются, когда металлизируемый объект приводится в соприкосновение с расплавленным металлом (припоем), в к-ром имеет место УЗ-вая каоитппип. Ударные волны, воаникающие при эахлопывании кавитациониых полостей, давления в к-рых могут достигать 104 атм, разрушают пленки окислов и аагряанений на металлизируемой поверхности.
Чистая поверхность, аащищенная от окисления расплавом, хорошо им смачивается. Возникагощие при навигации акустические течения способствуют этому процессу: они уносят частицы окислов и загряаиений, перзмешивают расплав в области контакта. Кроме того, они обусловливают абрааивное действие иа металлиаируемую поверхность частиц твердой фазы, если таковые имеются в расплазе (напр., в области темп-р, когда в расплаве Вп — Зп еще находятся кристаллики Зп). Кавитация способствует также проникновению расплава в поры материала (т.
н. эвупокаппххпрпый эффект), активизирует диффуаионные вааимодействия на границе фаз. УЗ-вая металлизация (лужение) проводится либо с помогцью УЗ-вого паяльника, жало к-рого перемещается в тонком слов расплава, нанесенного на металлизируемую поверхность, либо в заполненной расплавом 'УЗ-воп ванне. Кавитация в ванне создается колебаниями диафрагмы, служащей ее дном (рис. 1) и сиязанной посредством волновода 2 с магнитострикпионнпм пргобрааооатохем К Электрич. мощность установок УЗ-ного лужения составляет 0,4 — 2,5 кВт, рабочая частота 16 — 26 кГц. 2РЕ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ И ЛАЙКА УЗ-вая пайка проиаводится специальными паяльниками (рис. 2), отличающимися от обычных тем, что их жало совершает колебания с частотой УЗ и жестко свяаано череа волвовод-концентратор с магнитострикдионным или львзпзлвятринвским прпзбразпвасивлел. Амл плитуда колебаний Ряс.
1. Схема установки яля ультразвуковой металлизапяя: 1 — мв- гзятестрякпваяяый яреебразователсп г— зеляазоа;  — ванна;  — нагреватель; в— рвсллазленвый металл 1прввой); в — метал- лязкруеман деталь. жала УЗ-ваго паяльника составляет 3 — 20 мкм, электрич. мощность 0,04— 0,60 кВт. При пайке жало паяльника вводится в припой, расплавляя его и одновременно вызывая в расплаве кавитацию. При конструировании УЗ-вых ванн и паяльников необходимо обеспечивать теплоизоляцию преобразователей от расплавленного металла.
Технология процессов УЗ-вых М. н п, отличается от обычной следую- Направленое УЗ-вих нпнвбвннв спмрлнв внмвннп ннв Рис. Х. Схема действия ультразвукОвого азнльяякас 1 — стержень панльявка; г — расллазлеввый припой; 3 — место контакта расплавленного иряисз с чистым металлом; в — аккснвя плзкза; в — слой, ирелстазляюпсвй собой свесь припоя с систым металлом; в — частый металл; у — звтзердезисяй слей; в — остатки окислов яз лсзерхяастк припая.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
