saveliev1 (797913), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Колебания пластинки передаются окружаюгцей ее жидкой или газообразной среде и порождают в этой среде ультразвуковую волну. Магнитострикция заключается в том, что ферромагнитные вещества (железо, никель, некоторые сплавы и т. д.) при действии на них магнитного поля слегка 299 деформируются. Поэтому, поместив ферромагнитный стержень в переменное магнитное поле (например, внутрь катушки, по которой течет переменный ток), можно возбудить его механические колебания, которые опять-таки будут особенно интенсивными при резонансе.
Направленные ультразвуковые пучки нашли широкое применение для целей локации (обнаружения пред* метов и определения расстояний до них) в воде, Впервые идея ультразвуковой локации была высказана выдающимся французским физиком П. Ланжевеном (1872 — 1946) и разработана им во время первой мировой войны для обнаружения подводных лодок.
В на. стоящее время ультразвуковые локаторы используются для обнаружения айсбергов, косяков рыбы и т. п. Известно, что крикнув и определив время до прихода эха, т. е. звука, отраженного от препятствия— скалы, леса, поверхности воды в колодце и т. д., — можно, умножив половину этого времени на скорость звука, найти расстояние до препятствия. На этом принципе устроен упомянутый выше локатор, а также ультразвуковой эхолот, который применяется для измерения глубины и снятия рельефа морского дна. Излучатель, укрепленный на корпусе корабля, посылает в вертикальном направлении короткие ультразвуковые импульсы.
Импульсы, отраженные от дна, регистрируются приемником. По времени, прошедшему между испусканием импульса и его приемом, вычисляется глубина. Метод ультразвуковой локации позволяет летучей мыши хорошо ориентироваться при полете в темноте. Летучая мышь периодически испускает импульсы ультразвуковой частоты и по воспринимаемым с помощью органа слуха отраженным сигналам с большой точностью судит о расстояниях до окружающих ее предметов. В 1928 г. советский ученый С.
Я. Соколов предложил использовать ультразвук для целей дефектоскопии, т. е. обнаружения изъянов (дефектов) в изделиях. Если размеры дефекта больше длины волны, то ультразвуковой импульс будет отражаться от дефекта и возвращаться обратна Посылая в изделие ультразвуковые импульсы и регистрируя отраженные импульсы, можно не только обнаруживать наличие дефектов в изделиях, но н судить о размерах и месте расположения этих дефектов. Разработанный Соколовым и другими учеными метод 300 ультразвуковой дефектоскопип находит все большее применение. Обладая большой интенсивностью н создавая прн своем прохождении спльиис пульсации давления в среде, ультразвуковые волны могут обусловливать целый ряд специфических явлении: измельчение (диспергирование) частиц, взвешенных в жидкости, образование эмульсий (взвесей мельчайших капелек одной жидкости в другой, не смешиваюшейся с ней жидкости), ускорение процессов диффузии, растворения, активацию химических реакций н т.
д. ЧАСТЬ З МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА гллвй х~ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ 9 91. Молекулярно-кинетическая теория (статистика) и термодинамика Молекулярная физика представляет собой раздел физики, изучающий строение н сгойства вещества, исходя нз так называемых мслекулярнз-кинетических представлений. Согласно этим представлениям, любое тело— твердое, жидкое или газсзбразное — состоит из большого количества весьма малых обособленных частиц — молекул'). Молекулы всякого вещества находятся в беспорядочном, хаотическом, не имеющем какого-либо преимущественного направления движении. Его интенсивность зависит от температуры вещества.
Непосредственным доказательством существования хаотическо"о движения молекул служит броуновское движение. Это явление заключается в том, что весьма малые (видимые только в микроскоп) взвешенные в жидкости частицы всегда находятся в состоянии непрерывного б спорядочпого движения, которое не зависит от внешних причин и оказывается проявлением внут. реннегс движения вещества. Броуновские частицы совершают движение под влиянием беспорядочных ударов молекул. Молекулярно-кинетическая теория ставит себе целью истолковать те свойства тел, которые непосредственно наблюдаются на опыте (давленне, температуру и т.
и.), ') Атомы можно рассматривать как одноатомные молекулы. как суммарный результат действия молекул. При этом она пользуется статистическим методом, интересуясь не движением отдельных молекул, а лишь такими средними величинами, которые характеризуют движение огромной совокупности частиц. Отсюда другое ее назва. нне — статистическая физика. Изучением различных свойств тел и изменений состояния вещества занимается также термодинамика. Однако в отличие от молекулярно-кинетической теории термодинамика изучает макроскопические свойства тел и явлений природы, не интересуясь их микроскопической картиной.
Не вводя в рассмотрение молекулы и атомы, не входя в микроскопическое рассмотрение процессов„ термодинамика позволяет делать целый ряд выводов относительно их протекания. В основе термодинамики лежит несколько фундаментальных законов (иазываемых началами термодинамики), установленных на основании обобщения большой совокупности опытных фактов. В силу этого выводы термодинамики имеют весьма общий характер.
Подходя к рассмотрению изменений состояния ве. щества с различных точек зрения, термодинамика и молекулярно-кинетическая теория взаимно дополняют друг друга, образуя по существу одно целое. Обращаясь к истории развития молекулярно-кинетических представлений, следует прежде всего отметить, что представления об атомистнческом строении вещества были высказаны еще древними греками. Однако у древних греков эти идеи были не более чем гениальной догадкой.
В ХЧП в. атомистика возрождается вновь, ио уже нс как догадка, а как научная гипотеза. Особенное развитие эта гипотеза получила в трудах гениального русского ученого и мыслителя М. В. Ломоносова (1711 †17), который предпринял попытку дать единую картину всех известных в его время физических и химических явлений. При этом ои исходил из корпускулярного (по современной терминологии — молекулярного) представления о строении материи.
Восставая против господствовавшей в его время теории теплорода (гипо. тетической тепловой жидкости, содержание которой в теле определяет степень его нагретости), Ломоносов «причину тепла» видит во вращательном движении частиц тела. Таким образом, Ломоносовым были по существу сформулированы молекулярно-кинетические представления. Во второй половине Х1Х в. н в начале ХХ в. благодаря трудам ряда ученых атомистика превратилась в научную теорию.
9 92. Масса и размеры молекул Для характеристики масс атомов и молекул применяются величины, получившие название а т о м н ы й вес н моле куля рный вес (очевидно, правильнее было бы их называть атомной н молекулярной массой) . Атомным весом (А) химического элемента называется отношение массы атома этого элемента к '/!т массы атома С'з (так обозначается изотоп углерода с массовым числом 12; см.
«Атомную физику»). Молекулярным весом ()И) вещества называется отношение массы молекулы этого вещества к 'Ах массы атома С'х. Определяемая таким образом шкала масс атомов и молекул называется шкалой С'т = 12'). По этой шкале атомный вес С'з равен точно 12, кислорода О'з — !5,9949, а самого легкого из элементов, водорода, 1,0080 (для природной смеси изотопов). Как следует из их определения, атомный и молекулярный веса †безразмерн величины. Единица массы, равна Ч~т массы атома С'х сокращенно обозначается латинской буквой «и» (цпИ) нлн русской буквой «е» (едииица).
Обозначим величину этоц единицы, выраженную в килограммах, через ш, . Тогда масса атома, выраженная в килограммах, будет равна Алг,л, а масса молекулы Айт!ел. Легко сообразить, что два химически простых вещества, взятых в таких количествах, что их массы т! н гнт относятся как атомные веса А, и Ат, будут содержать по одинаковому числу атомов. Аналогично два ') Прежде применялась шкала Ом = 16, по которой атомный вес Оы (изотопа кислорода с массовым числом 16) равен точно 16.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
