ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Взаимодействие с тепловыми фононами и дислокациями Акустическая эмиссия Введение. Общие сведения из "Введение в физическую акустику " 2 были обсуждены вопросы распространения звука в жидкостях и газах, рассмотрены явления поглощения и дисперсии звука, а также основы релаксационной теории. Для твердых тел эти задачи значительно сложнее, хотя и для жидкостей, когда они гетерофазны или находятся в турбулентном движении, эти задачи трудны и здесь имеются свои нерешенные проблемы (гл. 6, 7). [c.236] Строение твердых тел чрезвычайно разнообразно в них могут распространяться различные типы упругих волн, которые взаимодействуют между собой. Если твердое тело имеет ограниченные размеры, то, кроме объемных, возникают еще различные типы поверхностных волн, о чем шла речь в гл. 8. [c.236] Наиболее простой случай, который поддается теоретическому рассмотрению, это задача о распространении упругих волн в изотропном твердом диэлектрике без примесей и дефектов. Формально к вопросу о поглощении звука в таком диэлектрике можно подойти феноменологически, основываясь на методе определения потерь энергии звука за счет действия диссипативных сил — внутреннего трения (вязкости) и теплопроводности, как это было сделано для жидкости в гл. 2. Проводя подобные рассуждения, можно получить формулы для коэффициентов поглощения плоских продольных и поперечных гармонических волн такого же вида, как формула (2.2,12) [1]. О таком макроскопическом подходе для определения аи будет идти речь в 2. [c.236] Полученные таким методом выражения для коэффициента поглощения а дают в некоторых случаях правильный порядок величины, но, как правило, а все же не совпадаете экспериментальными данными зависимость а от частоты й (а й ) обычно, в особенности при относительно высоких ультразвуковых частотах и низких температурах, не подтверждается. [c.236] Другой предельный случай йт 1 — сравнительно низкие ультразвуковые частоты и относительно высокие (например, комнатные) температуры — был рассмотрен в фундаментальной работе А. И. Ахиезера [3] в 1938 г. Это рассмотрение основано на макроскопическом подходе с использованием кинетического уравнения Больцмана. [c.237] Экспериментальные работы по гиперзвуку получили далее большое развитие. Эти работы дали важный метод исследования фонон-ного спектра твердых тел зондированием узкополосным гиперзву-ковым сигналом. Следует вообще сказать, что понятие фононов в физике твердого тела — одно из основных, а кинетика фононных систем важна для построения теории твердых тел. В то же время фононные системы изучены значительно слабее, чем системы из таких квазичастиц, как электроны, дырки и экситоны. Такое положение сложилось, с одной стороны, из-за большой практической важности проводящих возбуждений (к которым было привлечено большее внимание, чем к фононам), а с другой — из-за трудностей в генерации и особенно в приеме волн гиперзвуковых частот 181. [c.237] Существенное значение для развития физики фононов имело также и то обстоятельство, что гиперзвуковые частоты находят большое практическое применение в линиях задержки радиолокационных сигналов, в фильтрах и различных элементах обработки радиосигналов. [c.237] Большое значение в понимании процессов поглощения и дисперсии сыграли попытки объяснить характер поведения поглощения в промежуточной области между предельными случаями и Йт 1. [c.238] Отметим, что в кристаллических диэлектриках наличие дефектов (например, дефектов внедрения при нейтронном облучении образца или легировании образца примесями) приводит в ряде случаев к уменьшению а при комнатных температурах, что может иметь значение для практических приложений. [c.238] Наличие дефектов в виде дислокаций приводит к ряду интересных явлений при распространении ультразвуковых волн в кристаллах, в том числе к ряду резонансных и релаксационных явлений, к так называемому дислокационному поглощению и дисперсии [11— 14]. Вопросов воздействия интенсивных звуковых и ультразвуковых колебаний на такие процессы в кристаллах металлов, как диффузия, циклическое деформационное упрочнение и усталость, мы не будем касаться и ограничимся лишь линейной задачей о дислокационном поглощении звука. Поскольку в параграфе о дислокационном поглощении речь идет о дислокациях и их влиянии на распространение звука, здесь же кратко затронут вопрос об акустической эмиссии — явлении излучения звука при движении и аннигиляции дислокаций, зарождении и развитии трещин от микро-до макроскопических масштабов. Акустическая эмиссия в последнее время находит большое практическое применение, однако теория явления пока недостаточно развита. [c.238] Вернуться к основной статье