Методы по искажению формы волны

Следует особо остановиться на определении нелинейного искажения формы волны оптическими методами [c.145]

Рис. 21. Схема оптической установки для наблюдения искажения формы волны по методу размытой щели .

Описанный кратко спектральный метод исследования нелинейных искажений формы волны представляет собой весьма чувствительный метод. Используя его, можно производить измерения также амплитуды третьей и более высоких гармоник. Отметим, что при измерениях, например, в воде не требуется иметь дело с особенно большими интенсивностями. Так, при подаче на кварцевую пластинку около 100 В она излучает в воду звук с интенсивностью около 10 Вт/м При этом можно работать с усилителем, имеющим коэффициент усиления не более 10 . [c.75]

К этой группе относят методы воздействия упругими колебаниями, имеющими сформированный волновой характер непосредственно в ПЗП. Учитывая реальные размеры ПЗП и необходимость соблюдения условий прозрачности, при прохождении акустических волн через обсадные трубы [44], можно получить частоты выше 1000 Гц, т. е. высокочастотное акустическое воздействие. Акустические методы достаточно широко изложены в литературе. Основополагающими являются работами [45—47]. При высокочастотном акустическом воздействии на ПЗП и развитии вблизи источника достаточно большой интенсивности (выше 1 кВт/м ) в локальных объемах среды наблюдаются собственно волновые явления искажение формы волны, возникновение звукового давления, [c.18]

Экспериментальные данные по сечениям возбуждения электронным ударом относятся к переходам из основного состояния (см. 12). При изучении нагретой плазмы иногда возникает необходимость в оценках вероятностей ударных переходов между более высокими уровнями. Для оценки сечений переходов можно использовать результаты, которые дает квантовомеханический метод искаженных волн [83]. Упрощенная формула для сечения возбуждения атома электронным ударом при разрешенных переходах приводится в [86]. Ее удобно представить в форме, сходной с классическим выражением для сечения ионизации [c.337]

Первый метод возбуждения подробно рассматривался в работе [37], второй и третий методы исследовались теоретически в работе [36]. Как уже отмечалось, все перечисленные методы возбуждения аналогичны соответствующим методам возбуждения рэлеевских волн (в част-ности, зависимость амплитуд возбужденных волн Лэмба от ширины области возбуждения такая же, как для рэлеевских волн, только вместо кц нужно подставить в соответствующих формулах волновые числа или такие же, как для рэлеевских волн, и искажение формы импульса в разных методах и т. д ). Поэтому мы не будем здесь рассматривать подробно все эти методы возбуждения волн Лэмба, а ограничимся лишь наиболее [c.97]

Основное отличие ультразвукового спектрального от обычного многочастотного метода состоит в том, что в изделие излучают ультразвуковые колебания в широкой полосе частот, без искажения принимают отраженные от дефекта эхо-сигналы и анализируют спектр этих сигналов. Поскольку спектр зависит от формы и ориентации дефекта к направлению озвучивания и от соотношения размера дефекта к длине волны, то, исследуя огибающую спектра, можно в значительной степени повысить получаемую информацию о дефекте. [c.197]

Основные результаты моментной теории термоупругости изложены в работах [3, 17Ь—с, 35g—1, 40b, 43а—Ь, 44Ь, 53Ь]. Выведены уравнения движения и сформулирован принцип сохранения энергии, из которого получены определяющие уравнения для среды с центральной симметрией при условии, что внутренняя энергия есть квадратичная функция от температуры и компонентов тензоров деформаций и кручения. С помощью определяющих уравнений уравнения движения записываются для температуры и векторов перемещения и вращения. Векторы перемещения и вращения представлены в форме Стокса для потенциальных и соленоидальных функций выписаны соответствующие уравнения. Решения последних определяют в пространстве волны расширения, вращения и искажения. Здесь также волны расширения затухают и диспергируют, остальные волны не взаимодействуют с температурным полем. Методом ассоциированных матриц решения уравнений движения для перемещений, вращений и температуры представлены с помощью функций напряжений, для которых получены раздельные уравнения. [c.245]

Этот параграф посвящен рассмотрению процесса взаимодействия плоских волн, бегущих строго в одном направлении. В гл. I, П уже говорилось об общих методах решения такого рода задач. Поскольку уравнение Бюргерса (П.1.10) описывает искажение начальных возмущений произвольной формы и мон ет быть решено точно в общем виде, никаких принципиальных трудностей при рассмотрении волновых взаимодействий такого типа не существует. Достаточно найти решение уравнения (II.1.10). при заданном условии на границе, а затем произвести его гармонический анализ. Однако в силу сложного вида получаемого решения реализация этой схемы часто бывает сопряжена со значительными математическими трудностями. Поэтому целесообразно получать физические результаты более простыми путями, используя специфику каждой конкретной задачи. [c.101]

Подводя итог, можно сказать, что задача о конечных колебаниях поршня, рассмотренная в этом разделе, может решаться различными методами. Разложение решения по малому числу Маха в эйлеровых координатах приводит к своеобразной трудности в эйлеровых координатах поршень (колеблющийся синусоидально в лагранжевых координатах) совершает довольно сложное колебание, что приводит к появлению псевдогармоник даже у источников звука. Это различие между системами координат проявляется, если учитывать в решении члены и более высокого порядка малости. При решении задач с точностью до членов вид решения не зависит от выбора системы координат. Монохроматическая волна, излучаемая поршнем, по мере распространения искажается. В идеальной среде искажение формы волны происходит беспрепятственно вплоть до образования разрыва на конечном расстоянии от поршня. Степень искажения зависит от безразмерного числа о = ггМ. Искажение может быть представлено как возникновение, взаимодействие п рост гармоник в процессе распространения волны. Спектральное представление искажения удобно тем, что многие экспериментальные методы исследования нелинейного искажения основаны на выделении спектральных составляющих из волны конечной амплитуды (см. гл. 4). [c.80]

При повышении интенсивности У. обычные линейные ур-ния акустики неприменимы и в силу вступают уравнения нелинейной акустики. Эффекты, связанные с конечностью амплитуды колебаний среды, в к-рой распространяется У., в первую очередь сказываются в искажении формы волны. Ири нелинейности среды в распространяющейся синусоидальной волне появляются высшие гармонич. составляющие, к-рые могут быть сравнительно легко обнаружены спектр, методом. Эти составляющие нарастают по мере распространения волны и ири не очень больших величинах поглощения в среде это нарастание может принести к превращению сииусоидалыюй волны в, пилообразную. Исследовапие 1 характера этого из- [c.237]

В регулируемом направленном приеме при каждом суммировании изменяется направление оси максимальной чувствительности характеристики направленности суммирования. Таким образом, метод РНП находится в особом положении в части выполнения принципа взаимности по сравнению с методами направленного приема. Хотя в методе РНП и применяется весьма острая характеристика направленности суммирования, но ось ее максимальной чувствительности в процессе суммирования принимает всевозможные направления. В результате этого по методу РНП можно регистрировать без искажения формы волны, приходящие к центру базы приема по любому направлению. Это значит, что с точки зрения возможности регистрации волн, приходящих по различным направлениям, приемная система метода РНП может рассматриваться как обладающая круговой характеристикой направленности, аналогичной характеристике направленности простого (точечного) источника колебаний. Эти соображения позволяют ожидать, что в методе РНП для отражений от резких и гладких границ принцип взаимности должен соблюдаться с неменьшей точностью, чем и в обычной сейсморазведке при применении одиночных сейсмоприемников, а его ограничениями могут явиться лишь неодинаковые условия взрыва и установки сейсмоприемников, а также их характеристики направленности первого рода. Высказанные соображения по поводу соблюдения принципа взаимности в методе РНП иллюстрируются рис. 7, б. При расположении характеристик направленности, показанном на этом рисунке, волна, отраженная от точки может регистрироваться без искажений как при взрыве в точке А и приеме методом РНП в точке В (сплошные характеристики направлеиности), так и при перемене местами пунктов взрыва и приема (пунктирные характеристики направленности), причем это справедливо для любого направления прихода волны к точке наблюдения. [c.119]

Если принять огибающую импульса трапецеидальной формы с продолжительностью Тф фронта, где Тф = 72 7 (Т — период несущей частоты), то условие достаточно узкой полосы, обеспечивающей незначительное искажение формы импульса в процессе его распространения, может быть реализовано при д- = 4. Так, при/=2 10 0if, t=2-10 сек, Р1—2,ЪЛ0 гц. Чтобы уменьшить длину волновода, его можно выполнить из материала, обладающего небольшой скоростью звука, например из меди (с -= 3,71-10 см1сек), тогда 1в,тт -= 150 см. Таким образом, для обеспечения постоянства режима обработки объекта с переменной длиной, необходимо выбрать длину волноводной системы, равную приблизительно 3 — 8Я, где 18,5 см (длина волны в медном волноводе). Применение волновода такой длины является особенностью импульсного метода. Можно, однако, выбрать 1п<С 8 если в начале обработки, пока 1ц мало, работать в непрерывном режиме с небольшой подстройкой рабочей частоты или волноводной системы (см. далее), а затем, когда в + н > в, тш, перейти на импульсный режим. [c.221]

Непосредственное наблюдение пилообразной формы волны. Описанный выше метод изучения искажения формы ультразвуковой волны конечной амплитуды в жидкости имеет свои преимущества и недостатки. К числу первых относится высокая чувствительность метода оказывается, например, возможным обнаружение на частоте 1 мггц гармоник высоких номеров в воде при интенсивности менее чем десятые ватта на квадратный сантиметр. Недостатком метода является сравнительно сложный и трудоемкий способ измерения абсолютных значений амплитуды гармоник. [c.384]

Это ограничение является сильным в том смысле, что выполнение его гарантирует условие (1У.2.9) для любого номера п независимо от конкретной формы дисперсионной характеристики (1У.1.26) и выбранной частоты со первой гармоники. В дальнейшем при рассмотрении волн в ре-лаксирующих средах будет всюду предполагаться, что неравенство (IV.2.11) выполнено. Это предположение позволит использовать при анализе тот же асимптотический метод (основанный на факте медленности искажения профиля волны в сопровождающей системе координат), который применялся ранее в гл. И, III. [c.92]

Другой метод изучения нелинейных искажений состоит в наблюдении формы волны при помощи широкополосной аппаратуры — приемника и усилителя. Так, при измерениях в воде на ультразвуковой частоте 1 МГц желательно иметь собственную частоту приемной кварцевой пластины не менее 10 МГц и усилитель, пропускающий частоты в полосе до 10 МГц. На рис. 3.5 приведены осциллограммы формы плоской ультразвуковой волны в воде на частоте 1 МГц синусоидальной у излучателя (х=0) (интенсивность волны 5-10 Вт/м ). При удалении приемной кварцевой пластинки от излучателя видно, как волна принимает тш-лообразную форму. Следует обратить внимание, рассматривая эти осциллограммы (фотографии получены с экрана катодного осциллографа), что пилообразная волна несимметрична нижняя ее половина несколько меньше по амплитуде и более плавная. Кроме того, имеются небольшие осцилляции в верхней части осциллограммы они вызваны, по-видимому, либо недостаточной шириной полосы пропускания приемного тракта, либо явлением дисперсии, обусловленной наличием пузырьков газа в воде ([1], с. 97). Заметим, что на больших расстояниях (>20 см) амплитуда волны заметно убывает. [c.75]

Нелинейные свойства оптических световодов самым ярким образом проявляются в области аномальной (отрицательной) дисперсии. Здесь могут существовать так называемые солитоны-образования, обусловленные совместным действием дисперсионных и нелинейных эффектов. Сам термин солитон относится к специальному типу волновых пакетов, которые могут распространяться на значительные расстояния без искажения своей формы и сохраняются при столкновениях друг с другом. Солитоны изучаются также во многих других разделах физики [1-5]. Солитонный режим распространения в волоконных световодах интересен не только как фундаментальное явление, возможно практическое применение солитонов в волоконно-оптических линиях связи. В данной главе изучается распространение импульсов в области отрицательной дисперсии групповых скоростей, особое внимание уделяется солитонному режиму распространения. В разд. 5.1 рассматривается явление модуляционной неустойчивости. Показано, что при наличии нелинейной фазовой самомодуляции (ФСМ) стационарная гармоническая волна неустойчива относительно малых возмущений амплитуды и фазы. В разд. 5.2 обсуждается метод обратной задачи рассеяния (ОЗР), который может быть использован для нахождения солитонных рещений уравнения распространения. Здесь же рассматриваются свойства так называемого фундаментального солитона и солитонов высщих порядков. Следующие две главы посвящены применению солитонов в некоторых системах. В разд. 5.3 рассматривается солитонный лазер разд. 5.4 посвящен использованию солитонов в волоконно-оптических линиях связи. Нелинейные эффекты высщих порядков, такие, как дисперсия нелинейности и задержка по времени нелинейного отклика, рассматриваются в разд. 5.5. [c.104]

В настоящее время имеется несколько методов исследования нелинейного искажения и взаимодействий, позволяющих определять самые не(значительные отклонения формы профиля упругой волны от синусоидальной. Для всех методов чрезвычайно важным является возможность исключения нелинейных искажений в любой другой части излучающего и приемного трактов, кроме искажений в среде. Клирфактор генератора и электроакустического преобразователя, так же как и нелинейные искажения в приемных устройствах, должны быть минимальны. В некоторых случаях для исключения возможного влияния [c.139]

Скорости распространения всех этих упругих волн зависят наряду с другими факторами от упругих постоянных и плотности тела, так что динамические значения упругих постоянных можно определить по скорости распространения. Если тело не вполне упруго, часть энергии волны напряжения рассеивается в процессе распространения в среде и, как показано в главе V, величину этого затухания можно поставить в соответствие с внутренним трением, определенным иным путем. Несколько измерений скорости распространения и затухания синусоидальных волн было проведено при низких частотах на образцах в форме полос и нитей, причем определяющей упругой постоянной здесь является модуль Юнга. При высоких частотах импульсы расширения и искажения возбуждались в массивных блоках материала. Преимущества, которыми обладают методы распространения волн по сравнению с другими методами, описанными ранее, состоят, во-первых, в том, что необходимая область частот может быть перекрыта на одном образце, во-вторых, в том, что при измерении внутреннего трения этим методом легче уменьшить внешние потери на опорах, и, наконец, в том, что в нерассеивающей среде метод позволяет достигнуть чрезвычайно высокой степени точности. Бредфилд [14] установил, что упругие постоянные металлов можно измерить с помощью ультразвуковых импульсов с точностью до 1/400000. [c.132]

Применение акустооптич е с к о й дифракции. Д.с. на у. позволяет определять по изменению интенсивности света в дифракционных спектрах характеристики звукового поля (звуковое давление, интенсивность звука и т. п.), практически не возмуш ая поля. С помо-ш,ью Д.с. на у. измеряют поглош ение и скорость ультразвука в дхшпазоне частот от нескольких МГц до нескольких ГГц (в жидкостях) и до нескольких десятков ГГц (в твёрдых телах), модули упругости 2-го и 3-го порядков, упругооптич. и магнитоупругие свойства материалов. Возможность спектрального анализа звукового сигнала акустооптич. методами позволяет исследовать отклонение формы профиля звуковой волны от синусоидальной из-за нелинейных искажений (см. Нелинейные эффекты). Для низкочастотного звука такое отклонение связано с асимметрией в пнтенсив-ностях спектров положительных и отрицательных порядков при дифракции Рамана—Ната. В случае высокочастотного звука нелинейные эффекты проявляются в появлении дифракционных максимумов 2-го и более высоких порядков при брэгговской дифракции. Д. с. на у. применяется для модуляции и отклонения света, в различных устройствах акустооптики (в модуляторах света, дефлекторах, фильтрах). Широко используется Д. с. на у. при оптико-акустич. обработке сигналов, для приёма сигналов в УЗ-вых линиях задержки и др. [c.131]

Разведочная геофизика призвана решать две главные задачи отображение геологической структуры и оценка вещественного состава геологических тел, слагающих структуру. В выстраиваемой модели конкретного участка среды его структура играет базисную роль несущей конструкции , в которую вписываются конкретные пространственные распределения физических и коллекторских свойств этих тел - матрицы породы, порозаполняю-щего флюида и т. п. Геологическая структура находит свое выражение в геометрии геологических границ, наиболее общей моделью которых являются произвольные поверхности. Эти поверхности строятся по сейсмическим изображениям среды, получение которых составляет сущность обработки сейсмических данных. В методе отраженных волн (MOB) предварительное изображение среды получают в форме временных разрезов. Такие разрезы дают заведомо искаженное отображение структуры среды по следующим причинам. [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...