Гиперзвук поглощение

Измерение полуширин компонент Мандельштама — Бриллюэна дает сведения о поглощении гиперзвука, что эффективно при исследовании жидкостей и растворов, включая и область фазовых превращений. Новая спектроскопическая техника позволяет не только определить полуширину этих линий, но и, пользуясь формулами (161.4) и выражением для ба конц, найти коэффициенты температуропроводности и взаимной диффузии растворов, а также проследить их температурную кинетику и установить закон, по которому эти величины стремятся к нулю при приближении к критической точке жидкость—-пар и критической точке расслаивания растворов. [c.597]

Фонон-фононные взаимодействия играют определяющую роль в поглощении гиперзвуковых волн (см. Гиперзвук) в кристаллах, особенно при низких темп-рах, в эффектах нелинейного поглощения УЗ-во ли. [c.292]

Ряд косвенных признаков нелинейного искажения и взаимодействия волн на частоте 9 10 гц наблюдался в [45] увеличение поглощения при увеличении интенсивности гиперзвука. В этой работе также делалась попытка параметрического усиления двух гиперзвуковых продольных волн, распространяющихся в одном направлении, однако выяснилось, что дисперсия вблизи частоты парамагнитного резонанса недостаточно велика для того, чтобы существенно препятствовать развитию нелинейных эффектов. [c.337]

Рис. 182. Релаксационная кривая, построения по данным поглощения ультразвука и гиперзвука в бензоле.

УЗ-вые волны затухают значительно быстрее, чем волны более низкочастотного диапазона, т. к. коэфф. классического поглощения звука (на единицу расстояния) пропорционален квадрату частоты. В низкочастотной области коэфф. релаксационного поглощения также растёт пропорционально квадрату частоты, однако при повышении частоты этот рост замедляется и коэфф. поглощения стремится к постоянной величине. Область, где наблюдается такое изменение хода коэфф. поглощения, наз. релаксационной, а средняя её частота — частотой релаксации. Величина, обратная частоте релаксации,— время релаксации — характеризует процесс перераспределения энергии внутри вещества. Помимо характерного хода коэфф. поглощения УЗ, в релаксационной области наблюдается рост скорости звука с частотой — дисперсия, обусловленная физич. процессами в веществе и отличающаяся от дисперсии скорости звука, характерной для любых частот и связанной с геометрич. условиями распространения волны. Дисперсия УЗ в релаксационных областях обычно не превышает нескольких процентов. В многоатомных газах релаксация связана с обменом энергии между поступательными и внутренними степенями свободы, и характерные частоты лежат в среднем и даже низкочастотном диапазонах. В жидкостях к основным релаксационным процессам относятся, напр., внутримолекулярные превращения, структурная и химич. релаксации соответствующие частоты лежат чаще всего в области частот 10 —10 Гц. В твёрдых телах имеются релаксационные процессы различной природы, обусловленные, напр., взаимодействием ультразвука с электронами проводимости, со спиновой системой (см. Спин-фононное взаимодействие), С колебаниями кристаллической решётки. Влияние этих процессов проявляется в частотной зависимости поглощения УЗ. Резонансные явления типа акустического парамагнитного резонанса (область частот 10 —11 Гц) и акустического ядерного магнитного резонанса (10 —10 Гц) дают соответствующие пики поглощения. Резонансный характер может иметь также и дислокационное поглощение в кристаллах. Все эти особенности поглощения УЗ в твёрдых телах обусловлены взаимодействием УЗ-вых и гиперзвуковых волн с внутренними возбуждениями в твёрдых телах. Возникновение же такого взаимодействия связано с тем, что средние и высокие УЗ-вые частоты становятся сравнимы с характерными частотами процессов в веществе на молекулярном и атомном уровне, а длины волн сравнимы с параметрами внутренней структуры вещества. Последнее обстоятельство объясняет также увеличение рассеяния упругих волн на УЗ-вых частотах, наблюдаемое в микронеоднородных средах, в поликристаллич. телах сечение рассеяния на неоднородностях возрастает, если их размеры становятся порядка длины волны.. Связь характера распространения УЗ и, в частности, его высокочастотной области — гиперзвука — со структурой вещества и элементарными возбуждениями в нём является одной из важнейших особенностей УЗ-вых волн. Она позволяет судить о строении вещества на основании измерений скорости и погло- [c.11]

Использование обычных источников света позволяет измерять только положение спектральных линий М.— Б. р. Применение лазеров в качестве источников света значительно расширило возможности М.— Б. р. как метода исследования вещества, а именно стало возможным измерять ширину линий М.— Б. р., к-рые определяются поглощением гиперзвука. Полуширина линии М.— Б. р. (рис. 3) [c.207]

Однако поглощение звука такой частоты в жидкостях так велико, что исследование распространения гиперзвука в обычных жидкостях пока не представляется возможным, хотя уже существуют методы, обещающие прогресс в будущем [596, 597]. [c.291]

Еще недавно было только одно прямое акустическое измерение поглощения на гиперзвуке [437]. Теперь Эллен и Джеймсом Стюарт [596, 597, 605] выполнены прямые акустические измерения скорости гиперзвука (акустический импеданс ру) на частоте 3-10 гц в воде, ацетоне и четыреххлористом углероде. Авторы [605] надеются распространить свои измерения на другие жидкости и на частоту до 10 гц. [c.291]

Но пока основные результаты по измерению скорости и поглощения гиперзвука в жидкостях получены оптическим методом по тонкой структуре линии Релея. [c.291]

Эти результаты полностью соответствуют формулам релаксационной теории с одним временем релаксации.-Пренебрегая небольшой разницей между значениями / Для СЗз, полученной в разных опытах, согласна (24.2), получим время релаксации т = 21 10" сек. С другой стороны, эта величина может быть вычислена по (22.7) при использовании измеренной скорости ит] = 6,01 пз. Времена релаксации т, найденные двумя этими путями, совпадают между собой в пределах точности измерений. Применение вынужденного излучения линии Я 6328 А Ке—Не газового лазера для возбуждения тонкой структуры дало возможность на порядок увеличить точность измерения скорости гиперзвука, и — что особенно существенно— позволило измерить коэффициент поглощения гиперзвука. [c.300]

Поэтому для таких жидкостей, как бензол, четыреххлористый углерод и некоторые другие, теперь можно одновременно и независимо измерять коэс ициент поглощения а и скорость гиперзвука V (а следовательно, и дисперсию Ау/у) по ширине и взаимному расположению компонент Мандельштама—Бриллюэна [264]. [c.300]

Поглощение гиперзвука и ширины компонент Мандельштама — Бриллюэна в жидкостях [c.316]

В этой области, по-видимому, эксперимент продвинут гораздо дальше, чем теория. Описанные в этой главе явления рассеяния, распространения и поглощения звука и гиперзвука настойчиво требуют адекватного теоретического описания, которое пока не может быть сделано из-за отсутствия удовлетворительной теории ). [c.349]

Поглощение гиперзвука в кристаллическом кварце на частоте 10 гц [c.408]

Если частота колебаний или волн находится выше интервала частот, воспринимаемых человеческим ухом (20...20 ООО Гц), их называют ультразвуковыми. Наиболее высокочастотные звуковые колебания - выше сотен мегагерц и вплоть до 10 2 Гц носят название гиперзвуковых. Из-за очень большого поглощения гиперзвуковых волн в среде область их применения ограничена научными исследованиями и анализом приповерхностных слоев среды, находящихся вблизи источника гиперзвука. Например, в области частот 100...200 МГц работают ультразвуковые микроскопы. [c.30]

Вместо интерферометра Фабри — Перо для спектрального анализа можно использовать дифракционный спектрограф [10] разрешающая спо-ообность в обоих случаях имеет порядок 10 —10 . Интерферометр табл. 1 приведено несколько результатов (они не относятся к простым жидкостям и помещены здесь только для того, чтобы показать возможности метода). В этой таблице Т — температура жидкости в градусах Цельсия 0 — угол рассеяния — скорость гиперзвука, рассчитанная по величине бриллюэнов-ского смещения — скорость ультразвука, измеренная обычными методами на частотах несколько мегагерц — уширение линии, обусловленное поглощением звука. Результаты, приведенные в первой строке для каждой жидкости, получены с использованием классических источников хвета, а во второй и третьей строках соответственно — с помощью экспериментальной схемы, представленной на фиг. 2 [10], и с помощью схемы с коническим рефлектором [9]. Очевидно, что [c.162]

Ащ = + 1- АПР, так же как и ЭПР, наблюдаются в области сверхзвуковых (гиперзвуковых) частот 10 —10 Гц (см. Гиперзвук). В реальных кристаллах излучение или поглощение фононов происходит в конечной полосе частот, поэтому наблюдается резонансная линия с характерной для неё шириной и формой, к-рые зависят как от природы парамагнитного иона, так и от характера внутрикристаллич. полей (магнитных и электрических) и могут существенно отличаться от ширины и формы линии ЭПР. [c.27]

В равновесном состоянии является функцией р и р, а в том случае, когда равновесия нет (распространение звука через жидкость) I подчиняется кинетическому уравнению или уравнению реакции. В таком случае равномерное расширение ведет к вязким напряжениям. Если частота звука невелика (медленные процессы), то вязкие напряжения могут быть учтены вторым коэффициентом вязкости, другими словами, для таких медленных процессов справедливо уравнение Стокса сг] = 0. При быстрых процессах (гиперзвук) влияние вязкости не исчерпывается учетом второго коэффициента вязкости, который на высоких частотах играет малую роль или даже вовсе не играет роли. Из формул, полученных в релаксационной теории Мандельштама и Леонтовича [421], следует, что коэффициент поглощения, обусловленный вторым коэффициентом вязкости, при больших частотах звука вообще перестает зависеть от частоты. В самом простом случае формула, выражающая зависимость поглощения от частоты, по форме совпадает с формулой Кнезера для поглощения звука в многоатомг ных газах. [c.286]

Учитывая, что измерения производились на несколько различающейся частоте гиперзвука (для бензола, например, для Я6328 А/==4,9 10 гц, адля 4358 А/=6,610 гц), нужно признать, что согласие между непосредственными измерениями и определениями поглощения из дисперсии скорости звука и релаксационной теории с одним временем релаксации, удовлетворительно для случая бензола, сероуглерода и четыреххлористого углерода [246, 264]. Серьезное расхождение наблюдается для случая хлороформа [264] и уксусной кислоты [602]. Нужно также объяснить очень большую ширину (поглощение) для муравьиной кислоты и этила-цетата [602]. Если считать прежние измерения поглощения ультразвука и дисперсии правильными, а релаксационную теорию распространения звука приложимой к этим средам, то тогда трудно понять причину столь значительного поглощения, точно так же затруднительно понять, почему в [602] не наблюдено уширение линии в таких жидкостях, как бензол, четыреххлористый углерод и хлороформ. [c.315]

Вещество Измеренные ) ем Коэффициент поглощения гиперзвука а 10"", Вычисленные ) бУмБ 10, [c.316]

Если принять во внимание, что поглощение от образца к образцу кварца может меняться хотя бы из-за различных дислокаций и других несовершенств кристаллов [577], то следует сделать вывод, что поглощение гиперзвука от комнатной температуры (293° К) до 140° К остается практически неизменным или очень слабо меняется. Оценка нижней границы, сделанная Ландсбергом и Шубиным [571], для затухания продольной волны очень близка к измеренному значению этой величины. Весьма значительный результат работы Бемеля и Дрансфельда [576] состоит в том, что в интервале температур от 140° К до 40—60° К коэффициент поглощения продолжает оставаться постоянным, а от 40—60° К при дальнейшем понижении температуры катастрофически падает, достигая величины неизмеримо малой при 10—15° К ). Этот эффект наблюдался в [576] для продольной волны (отдельно для х- и 2-среаов) и для поперечной волны (отдельно для АС- и ВС-срезов). [c.409]

По положению смещенных компонент тонкой структуры с большой точностью определена скорость гиперзвука, а по ширине смещенных компонент найдено поглощение гиперзвука в жидкостях (см. 23, 24). Ширина несмещенной линии уже используется для определения размеров микромолекул в растворе и может быть использована для определения коэффициента температуропроводности в чистых веществах. Газовый лазер дал оптимальные условия для измерения скорости и поглощения гиперзвука, но, как уже было сказано (см. 12), эта задача могла бы быть решена, по крайней мере в принципе, с помощью газоразрядных ламп, работающих на одном изотопе ртути, или другого подходящего элемента. [c.411]

АКУСТОЭЛЕКТРОНИКА, занимается разработкой УЗ устройств для преобразования и аналоговой матем. обработки радиосигналов. Возможность и целесообразность такого использования упругих волн обусловлены их малой скоростью по сравнению со скоростью света и разл. видами вз-ствия ультразвук, и гиперзвук, волн в кристаллах (аку стоэлектронным взаимодействием, нелинейными взаимодействиями акустических волн в тв. телах и др.), а также их малым поглощением. Акустоэлектронные устройства позволяют производить разл. преобразования сигналов во времени (задержку сигналов, изменение их длительности), частотные и фазовые (сдвиг фаз, преобразование частоты и спектра), изменение амплитуды (усиление, модуляция), а также более сложные преобразования (интегрирование, 11одирование и декодирование, свёртку и корреляцию сигналов и т. д.). Выполнение таких операций час.то необходимо в радиолокации, технике дальней связи, системах авто-матич. управления, вычислит, устройствах и др. Акустоэлектронные методы в нек-рых случаях позволяют осуществлять эти преобразования более простым способом, а в нек-рых случаях явл. единственно возможными. [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...