Волна, затухание коэффициент отражения

Преимуществом измерений но отражению но сравнению с измерениями по затуханию является одностороннее расположение приемопередающей системы СВЧ относительно объекта измерения. Считают также, что результат измерений но отражению не зависит от толщины образца. В действительности это справедливо лишь для таких толщин исследуемого образца, при которых волпа полностью затухает, не выходя из материала, и, следовательно, исключается отражение от задней поверхности образца. В этих условиях и нри нормальном падении волны модуль коэффициента отражения К по мощности, равный отношению отраженной мощности к падающей, связан с параметрами материала зависимостью [c.13]

Рис. 94. Расчетные зависимости коэффициента отражения R (сплошные кривые) и коэффициента затухания (штриховые кривые) сдвиговой волны в стали от угла падения упругой волны на поверхность раздела вода—коррозионно-стойкая сталь (а = 1,25 дВ/см рабочая частота в 8 МГц)

Выбранные методы позволяют определить непосредственно в изделии большое количество различных физических характеристик таких как скорость и затухание упругих волн (продольных, сдвиговых, поверхностных, изгибных, Лэмба, Лява и др.), коэффициент отражения и преломления упругих волн, угол поворота плоскости поляризации сдвиговых волн, диэлектрическую проницаемость, тангенс угла электрических потерь, коэффициент затухания электромагнитных волн, коэффициенты отражения, прохождения и преломления электромагнитных волн СВЧ и ИК диапазона, которые могут быть использованы при комплексном контроле механических, технологических и структурных характеристик композиционных полимерных материалов. [c.104]

Из формулы (2.54) видно, что плазменная частота Юр имеет смысл своего рода критической частоты. При о)<о)р диэлектрическая проницаемость отрицательна, а показатель преломления чисто мнимый. Это значит, что волны с о)<о)р (но о у) не могут распространяться в металле из-за сильного затухания, причем это затухание не связано с поглощением (т. е. диссипацией) энергии. В самом деле, диэлектрическая проницаемость вещественна (а истинное поглощение происходит только при 1те= =0), да и выражение (2.54) для е(о)) получается при пренебрежении диссипативным членом в уравнении движения электрона. Фактически при ( )<о)р происходит полное отражение падающей волны от среды. При чисто мнимом показателе преломления коэффициент отражения равен единице (см. 3.4). [c.95]

Таким образом, стимулируя и предотвращая дробление пузырьков, например, за счет введения в жидкость поверхностноактивных веществ (ПАВ), влияющих на коэффициент поверхностного натяжения Е, за счет изменения сорта газа, интенсивности и длительности возмущения можпо влиять на эволюцию, затухание и отражение волн в пузырьковых жидкостях, в частности, на максимальное давление, воздействующее на элементы конструкции, контактирующие с пузырьковой средой. [c.110]

Одним из факторов, определяющих величину амплитуды эхо-сигнала, является коэффициент р отражателя УЗК от поверхности дефекта. Этот коэффициент не является постоянным, величина его зависит от угла падения УЗК на поверхность дефекта, от отношения длины упругой волны к высоте неровностей поверхности дефекта и отношения удельных волновых сопротивлений сред, разграниченных этой поверхностью. Обычно в практике дефектоскопии коэффициент отражения принимают равным единице. В знаменателе уравнения стоят величины и которые для контактного варианта эхо-метода с небольшой погрешностью могут быть приравнены величине г — глубине залегания дефекта, а для иммерсионного — значительно превышают ее. Можно считать, что с увеличением глубины залегания дефекта амплитуда эхо-сигнала вследствие наличия прямолинейного рассеяния падает для контактного варианта эхо-метода незначительно, а для иммерсионного гораздо быстрее, чем это следует из закона обратной пропорциональности квадрату глубины (при значительном затухании амплитуда эхо-сигнала падает еще быстрее). [c.194]

Проведенные исследования показали, что подавляющее большинство конструкционных стеклопластиков имеет диэлектрическую проницаемость е порядка 9-ь22 и тангенс угла диэлектрических потерь tg 6 порядка 0,01. На волне 3 см постоянная затухания у=0,1 при коэффициенте отражения 25—30%. [c.476]

Рис. 110. Расчетные зависимости коэффициента отражения Я (сплошные кривые) н коэффициента затухания а, (штриховые кривые) сдвиговой волны на поверхности раздела вода - коррозионно-стойкая сталь (а, = 1,25 дБ/см рабочая частота 8 МГц)

При резонансной частоте резонатора, равной сор = проводимость системы обратится в нуль препятствие станет эквивалентным жесткой стенке. При этом резонатор будет совершать интенсивные колебания будет наблюдаться резонанс. Строго говоря, при такой частоте вообще нет установившегося решения — амплитуда колебаний нарастает безгранично. Но если предположить, как всегда в таких случаях, что имеется малое трение, то решение имеется передняя стенка резонатора будет почти неподвижна, а масса будет совершать колебания тем большей амплитуды, чем меньше трение. При достаточно малом затухании такой резонатор дает хорошее приближение к абсолютно жесткой стенке для резонансной частоты, так что гармоническая волна этой частоты, падающая на резонатор, будет отражаться с коэффициентом отражения, весьма близким к -f 1. [c.153]

Нас интересуют волны, распространяющиеся в водном слое без затухания. Если звуковая энергия переходит в грунт, то модуль коэффициента отражения от дна меньше единицы, и волна затухает по мере распространения. Поэтому есть смысл рассматривать водный слой как волновод только для таких волн, для которых энергия в грунт не перетекает, т. е. случай °Vо = 1. Значит, следует исключить случай п > 1, а также случай п < 1 для углов скольжения 9 плоских волн, образующих нормальную волну, больших критического угла скольжения 9 р, определяемого уравнением os 9 р = п. Таким образом, лишь при os 9 > /г в слое воды возможно распространение незатухающих нормальных волн. [c.264]

Следует заметить, что существует бесконечное число членов, которые зависят от коэффициента отражения Р. Реакция на одиночный входной импульс может быть очень длительной, если коэффициент Р не слишком мал. Для случая когда сопротивление преобразователя 2 меньше, чем сопротивление среды Zo, коэффициент отражения Р отрицателен н каждый последующий член в выходном сигнале меняет знак, что приводит к быстрому затуханию многократно отраженного импульса. Примеры формы волны для случая несогласованных сопротивлений, рассчитанные согласно (6.40), показаны на фиг. 197. [c.555]

Рассмотренный на и элементарный случай соответствует падению на границу монохроматической волны при отсутствии затухания звука в средах. Изучение более близкого к реальному случаю падения на границу раздела звукового импульса и учет затухания звука в слое показывают, что осцилляции коэффициентов, отражения и прозрачности уменьшаются по мере роста ЛДс. Это объясняется уменьшением амплитуды колебаний интерферирующих волн по мере увеличения к. Следовательно, чтобы добиться оптимального просветления границы в реальном случае, следует брать наиболее тонкий просветляющий слой к = кп.14. [c.37]

Для измерения затухания упругих волн наибольшее распространение получил импульсный метод, состоящий в определении соотношения амплитуд двух импульсов, прошедших разный путь в материале. Мешающие измерению потери здесь вызываются дифракционным расхождением волн, непараллельностью поверхностей и неполным отражением волн на границах образца или изделия. Например, при наблюдении многократных отражений импульса в образце с плоскопараллельными поверхностями очень трудно учесть потерь на границе образец—пьезопреобразователь, когда контакт с последним осуществляется через тонкий слой жидкости. Случайные измерения толщины слоя могут вызвать резкое изменение коэффициента отражения. Большей точности измерения удается добиться, используя иммерсионный или бесконтактный (электромагнитно-акустический) способ возбуждения акустических волн. [c.229]

Если ПАВ падает на ребро 270° (рис. 6.23, б), то более 50% энергии проходит мимо ребра и распространяется примерно в начальном направлении. При прохождении ПАВ через ступеньку коэффициенты пропускания и отражения зависят от отношения высоты ступеньки Л к длине волны X ПАВ (рис. 6.23, в). Это отношение определяет и изменение в отраженной и прошедшей волнах. Прн высоте Л = 0,ЗХ потери энергии ПАВ достигают 70%. Из этого следует, что даже незначительные по высоте острые неровности на поверхности могут привести к сушественному затуханию ПАВ. Отражения ПАВ и возникновение объемных волн на ребрах подложки могут проявить себя как паразитные сигналы в приборах СВЧ. [c.298]

При проведении измерений на сверхвысоких частотах необходимо иметь в виду, что выражения для коэффициентов отражения и прохождения радиоволны для плоского однородного слоя, обладающего потерями, при нормальном падении представляют собой осциллирующие функции с амплитудой, убывающей по мере возрастания к. Период этой функции определяется длиной волны X и показателем преломления измеряемого слоя, а степень убывания - коэффициентом затухания волны. [c.20]

Фиг. 4.9. Рассчитанные значения коэффициентов отражения при критическом угле для разных. значений затухания поперечной волны. Затухание продольных волн 1,25 дб/см рабочая частота 8 Мгц,

Рассмотрим цилиндрический акустический интерферометр с площадью поперечного сечения А, заполненный газом со средней плотностью р, в котором скорость звука равна с. Обозначим акустический коэффициент затухания через а, длину волны — через Л, волновое число к=2п1Х и / г и Нг — коэффициенты отражения соответственно отражателя и излучателя, которые в общем случае могут быть комплексными. Сумма механического импеданса излучателя Zt и газа ZL(l) составляет полный импеданс Z(l), где I — длина полости, поскольку и сам излучатель, и газовый столб влияют на величину скорости. [c.102]

При использовании бистатической акустической системы с разнесенными излучающими и приемными преобразователями амплитуда дифрагированного сигнала резко повышается, в зависимости от увеличения угла дифракции 0 (угла между акустическими осями преобразователей) и может превысить амплитуду зеркально отраженного сигнала. Объясняется это тем, что при увеличении 0 путь, пробегаемый волной обегания — соскальзывания, резко сокращается и, следовательно, затухание ее также уменьшается. В то же время уменьшение коэффициента отражения для зеркально отраженного сигнала приводит к его уменьшению в зависимости от 0. [c.44]

Определение динамических характеристик механических систем. Задачи акустической диагностики этого класса заключаются в нахождении на основе анализа акустических сигналов динамических характеристик элементов механических систем, в частности машинных и присоединенных конструкций, или характеристик их шумового или вибрационного ноля. Одна задача этого класса рассматривается в главе 3 соотношения (3.31) и (3.36) представляют собой уравнения относительно неизвестной импульсной переходной функции или частотной характеристики линейной системы. Отметим такнсе задачи, состоящие в определении на основе спектрально-корреляционного анализа вибрационных сигналов затухания в сложных инженерных конструкциях, коэффициентов отражения волн от препятствий, характеристик звукового излучения и др. [242]. Мы не будем подробно останавливаться на задачах этого класса. Многие из них непосредственно примыкают к задачам идентификации динамических систем и получили достаточное освеш,ение в литературе [103, 242, 257, 336]. [c.19]

На рис. 3.36 представлена схема эксперимента [79], в котором осуществлялась оптическая регистрация распространения и затухания гармонических гигагерцевых акустических волн 25 ГГц). Широкополосные акустические импульсы возбуждались при поглощении лазерных импульсов накачки Я 0,2 пс hv =2 эВ, Vn = 110 МГц) в пленках алюминия либо а—Ge Н и распространялись в оптическом стекле. В [80] для регистрации акустических волн, также как и в [791, использовался эффект изменения коэффициента отражения зондирующего излучения от поверхности при выходе на нее звуковой волны (эффект пьезоотражения), но на этот раз в металлах (Ni, Zr, Ti, Pt). Так же как и в [77—79], использование дополнительной низкочастотной акусто-оптической модуляции возбуждающих импульсов и селективного усиления при обработке отраженных сигналов позволяет существенно повысить чувствительность приема, В данном случае при Vf, =250 МГц и частоте модуляции 10 МГц [83] уверенно регистрируются относительные изменения коэффициента отражения на уровне 10 (предельные чувствительности— 10 ). Профили сигналов, представленные в [83], имеют характерные длительности порядка 10 пс. [c.164]

Рис. 3.36. Схема эксперимента по оптической регистрации распространения и затухания гигагерцевых гармонических акустических волн на вставке — зависимость коэффициента отражения зондирующего импульса от его временной задержки относительно возбуждающего импульса [79]

Аргоновый лазер с синхронизацией мод осуществляет накачку лазера иа красителе ( pl = 565—630 им, tl = 2 пс). Люминесценция возбуждается второй гармоникой излучения лазера на красителе (Лг = 282... 315 нм), генерируемой в кристалле ADP. (Коэффициенты отражения зеркал S5 и 5б на длине волны 600 нм равны 100%. Кристалл ADP размещается в общем фокусе зеркал. На длине волны 300 нм коэффициент отражения зеркала S5 равен нулю.) Синусоидальное напряжение развертки синхронного сканирования скоростного фоторегистратора (4) генерируется туннельным диодом. Это напряжение синхронизовано импульсами, поступающими с р-г-га-фотодиода (5), иа который отводится примерно 10 % мощности излучения лазера на красителе. Выходное напряжение с генератора иа туннельном диоде (1) усиливается и подается на отклоняющие пластины скоростного фоторегистратора. б — представление записанной кривой затухания люминесценции в полулогарифмическом масштабе. (Стильбен, 5-10— моль/л в смеси 85% этанола, 15% глицерола.) Удалось зарегистрировать два процесса затухания. (По [9.8].) [c.331]

Теория звуковых колебаний в открытой с одного конца цилиндрической трубе занимает особое положение. Здесь комплексный коэффициент отражения основной ( поршневой ) звуковой волны от конца трубы определяет резонансную кривую открытых акустических резонаторов (в том числе их резонансные частоты и декремент затухания, обусловленного излучением). Поэтому задача о диффракции звуковых волн на открытом iKOiHue трубы ставилась в ряде теоретических работ еще в прошлом веке. Однако ввиду отсутствия строгого подхода результаты, полученные в этих работах с помощью различных искусственных допущений, оказывались ненадежными, и поэтому сопоставление их с экспериментальными данными не могло привести к вполне определенным выводам. Полученные нами точные результаты устраняют эту неопределенность (гл. П1). [c.195]

Рис. 92. Расчетные зависимости коэффициента отражения от угла падения упругой волны на поверхность раздела вода — горрознопностопкая сталь и коэффициента затухания сдвиговой волны в стали = 1,25 дБ/см, рабочая частота 8 МГц)

Средства контроля нескольких параметров. Метод измеренш второго критического угла падения. При наклонном падении упругой волны из жидкости на поверхность твердого тела значения второго критического угла а" и коэффициента отражения К при этом угле существенно зависят от скорости поперечной волны с, и коэффициента затухания сдвиговых волн в твердом теле Влияние продольных волн на а" и Я значительно меньше (рис. 110 и 111). По полученному значению К можно [c.291]

При проведении измерений на сверхвысоких частотах необходимо иметь в виду, что для плоского однородного слоя, обладающего потерями, выражения для коэффициентов отражения и прохождения радиоволны при нормальном падении волны представляют собой осциллирующие функции с амплитудой, убывающей по мере возрастания И или отношения ИIX. Период этой функции определяется длиной волны X и показателем преломления измеряемого слоя, а степень убывания - коэффициентом затухания волны. На рис. 23 приведены зависимости коэффициента отражения при малом значении от толщины двух материалов. Как видно, период обратно пропорционален диэлектрической проницаемости измеряемого слоя. Зависимость коэффициента прохождения от толщины для материалов с различным поглощением приведена на рис. 24. Таким образом, при взаимодействии плоской электромагнитной волны с плоским диэлектрическим слоем характер результщ ющего сигнала зависит от вида поляризации, значений 8 и и определяется явлением интерференции падающей и отраженных от границ раздела волн. [c.434]

В[.1п[е мы изучали различные статистические характеристики волны в случайно-неодпородттом слое с[)еды в предпо.ложении, что е (х) в (1.11) — случайная гауссовская функция, дельта-кор-релированная во времени. При наличии затухания в среде имеется стационарное раснределение вероятпостей для флуктуаций модуля коэффициента отражения волны от слоя среды. Представим коэффициент отражения в виде [c.215]

При возбуждении электромагнитной волной соответствующей длины Го-моды возникает сильное взаимодействие с решеткой. В случае отсутствия свободных носителей при этой длине волны наблюдается значительное отражение. Прохождение излучения через образец является более сложным процессом. При отражении волны от поверхности твердого тела происходит изменение фазы на л, при внутреннем же отражении фаза остается постоянной. Если оптический путь волны и поглощение достаточно малы, в отраженной волне будут наблюдаться сильные интерференционные явления. При сильном же поглощении луч, отраженный от внутренней границы, будет слабым, и интерференция будет слабой. В результате этого интенсивность отраженной волны будет значительной, а пропускание уменьшится. ГО-мода с нулевым волновым числом обычно обладает малым коэффициентом затухания и линия поглощения бывает довольно острой. Таким образом, можно ожидать узких минимумов на кривой пропуск -ния при исследовании тонких пленок с помощью ГО-моды. Этим и объясняются наблюдения Барнса и Черни [132] в щелочно-га-лоидных кристаллах. Они обнаружили сильные искажения формы минимума на кривой пропускания для толстых кристаллов. Когда же были использованы пленки толщиной около микрона, наблюдался четкий минимум. В Na l оптический путь был мал ( 2 мкм) по сравнению с длиной волны поперечных оптических колебаний в Na l ( 65 мкм). [c.390]

Выражение (40.22) не совпадает с известной формулой для прохождения звуковой волны через пластину, отличаясь наличием осциллирующего члена. Подобная же ситуация возникает, например, при изучении отражения от плоскопараллельного слоя. Если беспредельно увеличивать толщину слоя, то формула для коэффициента отражения звука не перейдет в формулу для коэффициента отражения от границы раздела двух полубесконечных сред, поскольку при любой толщине слоя будет существовать волна, отраженная от задней поверхности слоя. Чтобы получить формулу для полубесконечных сред, необходимо принять, что в материале слоя происходит затухание звука, т. е. 1п) > 0. [c.312]

Пусть постоянная затухания волны в линии равна ал, а амплитуда прямой волны, создаваемой передатчиком на входе линии — единице. Мощность, отдаваемая линией в нагрузку, /> = = ехр(—2ал/)(1—р ), где р — коэффициент отражения от нагрузки. Мощность, возвращающаяся ко входу линии, Ротр= = р ехр(—4ал1). Коэффициент полезного действия линии, равный отношению мощности, уходящей в нагрузку, к мощности, отдаваемой передатчиком, [c.441]

Коэффициент затухания складывается из коэффициентов поглощения бп и рассеяния бр б = бп+бр. При поглощении звуковая энергия переходит в тепловую, а при рассеянии эцергия остается звуковой, но уходит из направленно распространяющейся волны в результате отражений от неоднородностей среды. В газах и жидкостях, не засоренных взвешенны ми частицами, рассеяние отсутствует, и затухание определяется поглощением [4] Коэффициент поглощения пропорционален квадрату частоты. В связи с этим в качестве характеристики поглощения звука в жидкостях и газах вводят величину б//2. [c.25]

Распространение рэлеевских волн исследуется в ряде работ. И. А. Викторов (1958) изучает влияние несовершенства поверхности в виде щелевых полуцилипдрических и клинообразных выемок на поверхности дюралевой плиты при рабочих частотах около 3 Мгц на распространение рэлеевских волп. В работе приведены коэффициенты отражения и прохождения рэлеевских волн в зависимости от геометрии выемок. В следующей экспериментальной работе Викторова (1961) исследуется затухание рэлеевских волн на цилиндрических поверхностях доказывается, что выпуклые поверхности не дают дополнительного затухапия, а вогнутые приводят к дополнительному затуханию рэлеевских волн. Затем исследуются (Викторов, 1961а) прохождение и отражение рэлеевских волн в случае прямого угла, имеющего различные радиусы закругления г. При г = 0 — 0,7 коэффициент прохождения не монотонно (с осцилляциями) увеличивается от 0,66 до 0,99, т. е. практически до полного прохождения. [c.18]

Для установления связи между затуханием и отражением при критическом угле сначала будем изменять затухание поперечной волны и рассчитаем его влияние, поддерживая все другие параметры постоянными. Затухание в нержавеющей стали, измеренное на частоте 8 Мгц, равно 4,9 дб1см для поперечных волн и 1,25 дб/см для продольных волн. На фиг. 4.9 представлены рассчитанные угловые зависимости коэффициента отражения для значений затухания поперечных волн, равных 2,44 4,9 [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...