Звука излучение в газе

Определить скорость звука в газе, нагретом до настолько высокой температуры, что давление равновесного черного излучения в нем сравнимо с давлением самого газа. [c.356]

В зависимости от механизма, регулирующего движение волны поглощения, говорят о разных режимах ее распространения. Их можно разделить на две группы дозвуковые (скорость волны поглощения меньше скорости звука в газе, по которому она распространяется) и сверхзвуковые (скорость волны поглощения больше скорости звука в газе). При радиационном механизме переноса фронта плазмы излучение плазмы ионизует прилегающий слой газа до такой степени, что в нем поглощается заметная часть лазерного излучения. Вместе с волной ионизации движется и зона поглощения лазерного излучения. [c.106]

При действии мощного лазерного излучения на вещество появляются дополнит, механизмы оптич. генерации звука. Они связаны с возможными фазовыми переходами, и в частности с изменением агрегатного состояния вещества. Так, при облучении поверхности конденсированной среды может развиться интенсивное испарение, к-рое вследствие реактивной отдачи приводит к образованию ударной волны, переходящей по мере её распространения в акустическую. Аналогичное явление возникает и при оптич. пробое в газах (см. Оптические разряды) под действием света возникает сильно поглощающая свет плазма, к-рая быстро разогревастся до высоких темп-р, вследствие чего в окружающей среде возникает ударная волна, а затем и акустическая. [c.341]

До некоторой степени этот механизм возникновения колебаний в струе напоминает процесс возбуждения звука в органной трубе (как его излагает А. А. Харкевич [29]), только в нашем случае имеют место нелинейные колебания газа с появлением движущихся скачков, интенсивность которых ограничивается лишь потерями в среде и при отражении от границ, а также излучением в окружающее пространство. [c.86]

Когда мы говорим о звуке и звуковых волнах в газах или жидкостях, мы всегда имеем в виду, что речь идет о волнах давления, в которых сжатие чередуется с разрежением и происхождение которых обязано так или иначе сжимаемости среды. Распространение звуковых волн связано также, как мы знаем, с попеременным изменением температуры, поскольку в сжатиях температура несколько повышается и в разрежениях несколько понижается. В добавление к этому следует, однако, сказать, что каждый участок среды при прохождении звуковых волн, сжимаясь и расширяясь (при этом нагреваясь и охлаждаясь) с частотой волны, служит источником так называемых тепловых или температурных волн. Нетрудно представить механизм происхождения таких волн на примере излучения их стенкой, температура которой изменяется по синусоидальному закону и которая находится в теплопроводящей среде. Изменения температуры стенки приводят к двум эффектам. С одной стороны, благодаря изменению температуры имеет место попеременное тепловое расширение среды, т. е. изменяется давление и вследствие этого возникают звуковые волны. С другой стороны, благодаря теплопроводности среды изменения температуры стенки передаются все более и более далеким участкам среды. После повышения температуры стенки, в следующий полупериод происходит понижение ее температуры, которое также благодаря теплопроводности передается все более далеким участкам среды. В результате от стенки с переменной температурой распространяются тепло- [c.320]

Показать, что в газе, нагретом до столь высокой температуры, что давление равновесного черного излучения в нем велико по сравнению с давлением самого газа, скорость звука пропорциональна квадрату температуры. [c.187]

Из (18) видно, что теплопроводность, как и излучение, влияет в первую очередь на амплитуду, а не на скорость распространения. В самом деле, теплопроводность газов так мала, и, во всяком случае, для слышимых звуков время, в течение которого проводимость может иметь место, так коротко, что возмущения, вызванного этой причиной, ожидать не следует. [c.37]

В М. а. для исследований обычно применяются акустич. волны высокой частоты в газах УЗ — в диапазоне частот 104—10 Гц, а в жидкостях и в твёрдых телах — в диапазоне 10 — 10 Гц. Это связано как с локализацией областей релаксации в этих частотных диапазонах, так и с высоким развитием техники излучения и приёма УЗ и с большой точностью измерений в этом диапазоне частот. На более высоких частотах поглощение звука становится очень большим и многие акустич. методы неприменимы. [c.220]

Физическая сущность слышимых и неслышимых звуков одна и та же. Почему же именно ультразвуковой диапазон привлек внимание ученых самых различных специальностей Дело в том, что ультразвуки имеют некоторые особенности по сравнению со звуками слышимого диапазона. В ультразвуковом диапазоне сравнительно легко получить направленное излучение он хорошо поддается фокусировке, в результате чего повышается интенсивность ультразвукового поля на определенном участке. Распространение ультразвука в газах, жидкостях и твердых телах сопровождается новыми интереснейшими явлениями, многие из которых нашли практическое применение в различных областях науки и техники. [c.4]

Акустическое излучение при протечке газа (пара) через сужения или места повреждения запорной арматуры обусловлено превращением кинетической энергии струи в энергию упругих колебаний. Генерация звука происходит в области турбулентного движения струи. Для оценок параметров генерируемого звукового поля используется представление турбулентного потока как источника звука, порождаемого некоррелированными вихрями. [c.265]

Если Е <Е, что, например, имеет место при излучении звука в газах, то вместо выражения (104) можно написать [c.82]

Ричардсон [1727] нашел небольшое увеличение поглощения звука в углекислом газе при облучении его инфракрасным светом, прерываемым с частотой, равной частоте собственных колебаний газа причиной здесь, очевидно, является нагревание газа и связанное с ним повышение энергии колебаний молекул, Ф, Фрай и В. Фрай [2835] поставили опыты с целью выяснения возможности использования ультразвуковой волны в газе в качестве детектора падающего модулированного инфракрасного излучения. Они воспользовались интерферометром с двумя кристаллами с частотой 922 кгц. В чистом воздухе амплитуда модуляции, измеренная на приемном кварце, быстро падает при увеличении частоты модуляции в смеси же СО —НдО, в которой [c.339]

Наконец, остановимся на вопросе об излучении звука из открытого конца трубки. Разность давлений между газом в конце трубки и газом в окружающем трубку пространстве мала по сравнению с разностями давлений внутри трубки. Поэтому в качестве граничного условия на открытом конце трубки надо с достаточной точностью потребовать обращения давления р в нуль. Скорость же газа v у конца трубки при этом оказывается отличной от нуля пусть uq есть ее значение здесь. Произведение Svo есть количество (объем) газа, выходящего в единицу времени из конца трубки. [c.415]

Уравнение (123,1) формально совпадает с двухмерным волновым уравнением, причем x/v играет роль времени, а v / — роль скорости распространения волн. Это обстоятельство не случайно и имеет глубокий физический смысл, так как движение газа вдали от тела представляет собой, как уже указано, именно излучаемые телом расходящиеся звуковые волны. Если представить себе газ на бесконечности покоящимся, а тело движущимся, то площадь поперечного сечения тела в заданном месте пространства будет меняться со временем, причем расстояние, до которого к моменту t распространятся возмущения (т. е. расстояние до конуса Маха), будет расти как таким образом, мы будем иметь дело с двухмерным излучением звука (распространяющегося со скоростью t>i/P) пульсирующим контуром. [c.643]

Дозвуковая радиационная волна возникает в случае, если ударная волна прозрачна для лазерного излучения, поглощаемого в плазме. Перемещение плазменного фронта в газе, движущемся за фронтом ударной волны, происходит благодаря радиационному механизму со скоростью, меньшей местной скорости звука. В результате этого волна поглощения лазерного излучения отстает от уходящей вперед ударной волны, а давление выравнивается по всему нагретому объему газа. Сверхзвуковая радиационная волна обычно приходит на смену светодетонационной при высоких значениях интенсивности лазерного излучения, когда радиационный механизм перемещения зоны поглощения лазерного излучения становится более эффективным по сравнению с гидродинамическим. В этом случае скорость радиационной волны превышает местную скорость звука в плазМе, вследствие чего фронт радиационной волны опережает ударную волну. [c.106]

Эта специфика прежде всего выражается в реальной и широко используемой возможности генерирования плоских или квазипло-ских волн, в особом значении импульсного режима излучения, в воздействии мощного ультразвука на среду и ее реакции на это воздействие, в сильном поглощении ультразвуковых волн в газах и возможности распространения сдвиговых волн в жидкостях, в отчетливом проявлении нелинейных акустических эффектов в жидкостях и твердых телах, постоянных сил в ультразвуковом поле и т. д. Соответственно на первое место в ультраакустике выходят вопросы распространения плоских волн, их поглощения, отражения, преломления, прохождения через слои, фокусирования, рассеяния, анализ нелинейных эффектов, пондеромоторных сил в поле плоских волн, дифракционных и интерференционных эффектов в поле реальных излучателей ультразвуковых пучков вместе с анализом отклонений характеристик ультразвукового поля в ограниченных пучках по сравнению с полем идеальных плоских волн, распространения различных типов ультразвуковых волн в безграничных и ограниченных твердых телах, в том числе — в кристаллах и пр. В насго-яи ей книге сделана попытка дать всем этим вопросам достаточно полное освещение в сочетании с другими аспектами распространения ультразвуковых волн. В книге приводятся также э сперимеп-тальные данные по скорости и поглощению ультразвука в л<идко-стях и газах, а также по скорости звука в изотропных твердых телах и кристаллах. Наряду с классическим материалом в ней использованы данные из оригинальных источников, на которые сделаны соответствующие ссылки. [c.5]

Эта величина, естественно, зависит от акустического числа Маха и от нелинейных свойств среды. В табл. 8 приведены значения Л для нескольких интенсивностей ультразвука в двух жидкостях, имеющих одинаковые волновые сопротивления, но существенно различающихся нелинейными свойствами, и в воздухе при нормальных условиях. Там же указаны амплитуды скорости смещений соответствующие им числа Маха, скорость звука Го и плот-гюсть среды Ро в последнем столбце таблицы привеа,ены критические расстояния для двух частот V = Со/(л<А)). Согласно этой таблице, нелинейные искажения в газах при указанных интенсивностях могут достигать значительной величины непосредственно у источника. Однако, покшмо отмеченной уже низкой эффективности излучения ультразвука в газы, в них очень велико поглощение ультразвуковых волн. В жидкостях же, лаже при самых больших числах хМаха [c.78]

При использовании ультразвуковых методов источником звука высокой частоты служит пьезокристаллический вибратор, который дает узкий пучек ультразвукового излучения, пересекающегося с потоком газа. Звуковые волны, распространяющиеся в газе, наблюдается с помощью искровой фотографии, использующей шлирен или теневой метод. По фотоснимкам определяется длина звуковой волны, и так как частота излучения известна с большой точностью, то скорость звука также определяется с достаточной для измерения температуры точностью (порядка нескольких процентов). Этот метод применяется преимущественно в тех случаях, когда температура газа позволяет использовать пьезокристаллы и когда основные турбулентные и собственные шумовые пульсации, обусловленные самим газовым потоком, не искажают картины распространения звуковых волн. [c.223]

По сравнению с обычными источниками лазеры с их высокой спектральной интенсивностью существенно повысили предельную чувствительность оптико-акустического метода. Он позволяет при мощности излучения в 1 Вт регистрировать очень малый коэффициент поглощения в газе при атмосферном давлении, когда вся поглощенная энергия переходит в тепло, на уровне 10 см". Это для многих молекул соответствует их относительному уровню концентрации в газовой смеси 10 — 10 %. Оптико-акустический эффект можно использовать и для анализа жидких и твердых образцов при возбуждении в них звуковых колебаний. Однако гораздо чувствительнее этот метод оказывается при регистрации звука не непосредственно в исследуемых образцах, а в находящемся вокруг них газе, формирование звука в котором происходит за счет процесса теплопередачи от поверхности образца. Наиболее перспективен такой метод для определения коэффициента пропускания прозрачных диэлектриков (приблизительно до 10 см ), помещаемых внутрь замкнутой камеры, заполненной каким-либо непоглощающим излучение газом (рис. 11.63, б). Кроме того, он эффективен в спектроскопии сильнопоглощающих сред (рис. VII.63, е), когда газ нагревается за счет поглощенной в образце мощности при отражении. По последней схеме можио [c.442]

Оптическая генерация мощных акустических импульсов в газах и конденсированных средах. Из перечисленных в конце предьщущего пункта источников генерации звука при оптическом возбуждении рассмотрим один, наиболее важный и широко распространенный, — тепловое расширение области твердотельной мишени, нагреваемой импульсным или модулированным лазерным излучением [36]. Именно этот термоупругий метод генерации мощных акустических волн находит в последнее время все более широкое применение [37, 38]. Преимуществами такого метода по сравнению с традиционными являются бесконтактность, дистанционность. Диаграммой направленности такой оптико-акустической антенны можно управлять, варьируя параметры лазерного воздействия (например, X и условия фокусировки) [39]. [c.176]

В 1877 г. лорд Рэлей (Дж. Стратт) опубликовал книгу Теория звука [4]. В этой фундаментальной работе вопросы излучения, распространения и приема звука рассмотрены в строгой математической форме. Излагая основы теории акустики в такой форме, в какой она существует в настоящее время, он описал упругие свойства твердых тел, жидкостей и газов. [c.9]

Ультразвук (УЗ) — упругие колебания и волны, частота к-рых превышает (1,5—2)-10 Гц (15—20 кГц). Нижняя граница области УЗ-вых частот отделяюш ая её от области слышимого звука, определяется субъективными свойствами человеческого слуха и является условной, поскольку верхняя граница слухового восприятия человека имеет значительный разброс для различных индивидуумов. Верхняя граница УЗ-вых частот обусловлена физич. природой упругих волн, к-рые могут распространяться лишь в материальной среде, т. е. при условии, что длина волны значительно больше длины свободного пробега молекул в газах или межатомных расстояний в жидкостях и твёрдых телах. Поэтому в газах верхнюю границу частот УЗ определяют из условия приблизительного равенства длины звуковой волны и длины свободного пробега молекул при нормальном давлении она составляет 10 Гц в жидкостях и твёрдых телах определяюш им является равенство длины волны межатомным расстояниям, и граничная частота достигает 10 —10 Гц. В зависимости от длины волны и частоты УЗ обладает специфич. особенностями излучения, приёма, распространения и применения, поэтому область УЗ-вых частот удобно подразделить на три подобласти низкие УЗ-вые частоты (1,5 10 —10" Гц), средние (10 —10 Гц) и высокие (10 —10 Гц). Упругие волны с частотами 10 —10 Гц принято называть гиперзвуком. [c.9]

Ниже мы рассмотрим некоторые из этих устройств, не останавливаясь на особенностях применявхмых в них источников звука, так как последние подробно описаны в первой книге настоящей монографии [74]. Интересующимся динамическими сиренами, которые тоже могут применяться в сушильных устройствах, можно рекомендовать работы [7, 75]. Здесь мы лишь укажем, что все источники, предназначенные для излучения в газовые среды, обладают сравнительно низким к. п. д. В частности, динамические сирены имеют к. п. д., не превышающий 30—35%, а мощные газоструйные излучатели — даже 25%. Учитывая довольно малую эффективность компрессоров, обеспечивающих излучатели сжатым газом (—60—65%), очевидно, что стоимость звуковой энергии весьма высока, и в настоящее время, к сожалению, нет надежд на возможность существенного увеличения эффективности таких источников звука. Поэтому целесообразность применения чисто звуковых методов упирается, главным образом, в недостаточную экономичность, о чем и будет сказано в конце главы. [c.622]

ДОЗВУКОВОЕ ТЕЧЕНИЕ ГАЗА, течение, при к-ром скорости ч-ц газа в рассматриваемой области меньше местных значений скорости звука. Когда скорости ч-ц много меньше скорости звука (наир., в воздухе не превосходят 100 м/с), можно пренебрегать изменением плотности газа, т. е. можно считать газ несжимаемым. ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ (дозиметры), устройства для измерения доз ионизирующих излучений и их мощностей. Существуют Д. п. для измерения одного вида излучения (наир., нейтронные Д.п., у-Дозиметры и др.), либо для измерения в полях смешанного излучения. Д. п. для измерения экспозиц. доз рентгеновского и 7-излучений (градуированные в рентгенах) наз. р е н т г е н о м е т-р а м и, а приборы для определения эквивалентной дозы (градуированные в бэрах) — бэрметрами. Осн. части Д. п. детектор и измерит, устройство. Обе части Д. п. либо постоянно связаны между собой, либо соединяются на время измерения отклика на облучение, накопленного в автономном детекторе. [c.181]

Осн. приборы С. с.— Фурье спектрометры (см. Фурье спектроскопия), лазеры и субмиллиметровые спектрометры сверхвысокого разрешения, разрешающая способность и чувствительность к-рых в 10 раз выше, чем у Фурье спектрометров. Устройство таких спектрометров мало отличается от спектрометров электронного парамагнитного резонанса или циклотронного резонанса. Источником излучения в таком спектрометре служит лампа обратной волны. Питающее напряжение в нек-ром диапазоне изменяется плавной перестройкой Я, (сканирование). Схема выполняется из квазиоптич. устройств (см. Квазиоптика), а управление поляризацией, мощностью, отражением и пропусканием излучения осуществляется с помощью элементов из одномерных проволочных сеток. Они же служат отражающими зеркалами в открытых резонаторах, предназначенных для измерений к. Наиболее употребительны спектрометры с акустич. детекторами и охлаждаемыми приёмниками из InSb с электронной проводимостью. Для исследования газов применяются акустич. детекторы. Излучение модулируется по интенсивности звук, частотой, а в ячейку с газом помещают чувствит. микрофон, к-рый регистрирует колебания давления газа (с частотой модуляции), возникающие при нагреве газа, вызванном поглощением излучения. Вне линий поглощения детектор не реагирует на проходящее через ячейку излучение. [c.730]

Воспользуемся указанной в 123 звуковой аналогией трёхмерная задача о стационарном обтекании тонкого тела с переменным сечением S x) эквивалентна нестационарной двухмерной задаче об излучении звуковых волн коитуром, площадь которого меняется со временем по закону S(ji ) роль скорости звука играет при этом величина ui(M —1) нли при больших М просто l. Подчеркнем, что единственное условие, обеспечивающее эквивалентность обеих задач, заключается в малости отношения 8/1, что дает возможность рассматривать небольшие вдоль длины тела кольцевые участки его поверхности как цилиндрические. При больших Мь однако, скорость распространения излучаемых волн сравнима по величине со скоростью частиц газа в них (ср. конец 123), и потому задача должна решаться на основе точных, нелинеаризованных уравнений. [c.658]

Рассмотрим один предельный случай. Допустим , что р2=р . Это возможно, если существует механизм очень быстрого негидродинамического переноса состояния ионизации, который обеспечивает распространение разрыва со скоростью, значительно превышающей скорость звука в нагретом газе. Газ в волне поглощения при этом можно считать покоящимся. В этом случае поток лазерного излучения Р, приходящийся на 1 см поверхности фронта, поглощается массой газа р[0, проникающей сквозь разрыв за время воздействия лазерного излучения- Тогда [c.107]

Методами А, с. пользуются в молекулярной акустике при исследовании газов и жидкостей. Анализ частотных зависимостей параметров распространения УЗ в твёрдых телах позволяет определить экстремальные диаметры ферми-поеерхностей и эфф. массы электронов, выявить несовершенство кристаллич. решёток, дислокации, домены, кристаллиты и т. п. Дополнит, информация о структуре исследуемого вещества может быть получена при изменении внеш. услови11 темп-ры, давления, напряжённости электрич. и магн, полей, освещённости, интенсивности проникающих излучений и т. п. В таких исследованиях, как правило, определяют не абс. значения параметров распространения, а их относит, изменения, при этом эти ивмерения на один-два порядка точнее абс. измерений. Такой подход позволяет, нанр,, проводить исследования слабых растворов биополимеров, где требуется разрешающая способность 10 —10 при измерениях приращений скорости звука, в то время как при измерении абс. значения скорости может быть достигнута точность 10 —10 . Аналогично при измерении относит, приращений коэфф. затухания может быть достигнута точность (2—5 -10 , при этом значения абс. величины измеряются с точностью (2—5)-10 . [c.43]

Смотреть страницы где упоминается термин Звука излучение в газе : [c.341] [c.111] [c.302] [c.193] [c.336] [c.260] [c.307] [c.75] [c.280] [c.264] [c.14] [c.96] [c.122] [c.768] [c.781] [c.47] [c.159] [c.386] [c.418] [c.75] [c.163] [c.445]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...