Эффект электрострикции

Конкурирующим с эффектом электрострикции является нагрев воздуха лазерным пучком. Оценим характерный момент времени /, когда эффект электрострикции компенсируется тепловым расплыванием пучка, учитывая конечность времени t перехода поглощенной световой энергии в тепловую за счет колебательно-поступательной релаксации. При выполнении неравенства [70] [c.15]

Обычно эффект электрострикции выражен количественно весьма незначительно и часто маскируется другими явлениями. Однако в ряде случаев этот эффект сказывается заметно так, фарфоровые изоляторы высокого напряжения, крепящиеся на цементе, иногда растрескиваются в результате электрострикционных процессов. [c.160]

Деформация тела при электрострикции пропорциональна квадрату напряженности поля и не изменяется при изменении направления поля на обратное электрострикция — четный эффект. Электрострикцию, которая наблюдается во всех веществах, не следует смешивать с обратным пьезоэлектрическим эффектом, который наблюдается лишь у некоторых кристаллических веществ — пьезоэлектриков (гл. 5) и в ряде случаев выражен количественно более заметно, чем электрострикция. Знак деформации при пьезоэлектрическом эффекте зависит от направления электрического поля, меняясь на обратный при изменении направ- [c.160]

В Д., помещённом в электрич. поле, возникают объёмные силы, зависящие от 2,— эффект электрострикции. В ионных кристаллах, не обладающих центром симметрии, упругая деформация приводит к возникновению электрич. поляризации, т. е. имеет место пьезоэффект (см. Пьезоэлектричество). Л. Л. Полякова. [c.132]

Изменение показателя преломления электромагнитной волны под действием упругой волны, а также возникновение упругой волны под действием электромагнитной волны в результате эффекта электрострикции могут быть представлены как взаимодействие Ф. с фотонами. Примерами такого взаимодействия являются дифракция света на ультразвуке, а также спонтанное и вынужденное Мандельштама — Бриллюэна рассеяние. [c.372]

Рис. 119. Структурная схема эффекта электрострикции

Эффект электрострикции — деформация диэлектриков в электрическом поле Яэ. пропорциональная квадрату напряженности электрического поля 2 и поэтому не зависящая от направления электрического поля. Электрострикция обусловлена поляризацией диэлектриков в электрическом поле и имеет место у всех диэлектриков. Эффект может быть сравнимым с пьезо-э( ектом только в полях более сильных, чем 20 ООО В/см. [c.177]

Эффект электрострикции исполь зуется в преобразователях, например, фокусирующих излучателях, концентрирующих ультразвуковую энергию в определенной области. В форме цилиндрического излучателя преобразователь из титаната бария может развить высокую интенсивность ультразвука вдоль оси цилиндра. Такой преобразователь может быть использован для получения длительных воздействий ультразвука на жидкости или твердые тела, что применяется для изменения их свойств. Колебание диэлектрика в сильных полях с удвоенной частотой по сравнению с частотой приложенного поля позволяет использовать его в качестве модулятора. [c.178]

Электрофорез Электроосмос Пьезоэлектрический обратный эффект Электрострикция кристаллов [c.183]

Расширенный набор независимых переменных позволяет анализировать перекрестные эффекты, возникающие при сочетании различных по своей природе процессов. В электрических и магнитных полях за счет взаимного влияния механических явлений, с одной стороны, и электрических или магнитных, с другой, возникают такие эффекты, как электрострикция, магнитострикция, пьезоэффект, магнитоупругий эффект и др. Сочетание термических и электрических (магнитных) процессов приводит к термоэлектрическим (термомагнитным) эффектам и соответствующим свойствам. Рассмотрим эти дополнительные возможности термодинамики на примере процессов магнитного охлаждения тел, лежащих в основе современных методов получения сверхнизких температур. [c.162]

До появления лазеров было очень трудно заметить какие-либо отклонения от линейности материального уравнения Р = а Е, так как внешние поля в веществе, создаваемые светом обычных источников, были пренебрежимо малы по сравнению с внутриатомным полем (0,1 — 10 В/см по сравнению с Еат q /a 10 В/см). Мощные лазерные пучки позволяют создать поле в 10 — 10 В/см, что уже сравнимо с внутриатомным полем и может приводить к изменению указанных выше параметров среды. Не будем проводить анализ конкретных причин таких воздействий (эффект Керра, электрострикция и др.), а оценим необходимые изменения в феноменологическом описании явления. Очевидно, что потенциальная энергия вынужденных колебаний электронов уже не может описываться известной формулой U(x) = l/2kx , соответствующей квазиупругой силе F = —kx. При наличии мощного воздействия света на атомную систему мы должны учесть члены более высокого порядка, приводящие к ангармоничности колебаний-. [c.168]

Понятно, что электрострикционный эффект в определенном смысле обратен пьезоэлектрическому. Изменение размеров диэлектрика в результате электрострикции обычно невелико так, для кварца при разности потенциалов, приложенной к противоположным граням кристалла, в несколько сотен вольт деформация кристалла составляет примерно 10 м. [c.99]

Мы считаем объем диэлектрика фиксированным, т. е. пренебрегаем электрострикцией и пьезоэлектрическим эффектом. [c.80]

Найти связь между электрострикцией и пьезоэлектрическим эффектом. [c.108]

Подобно электромеханическим эффектам (пьезоэффекту и электрострикции, см. 5.1), электрооптический эффект может быть линейным (эффект Поккельса) или квадратичным (эффект Керра). Квадратичный эффект, как и электрострикция, наблюдается в любых диэлектриках, в то время как линейный электрооптический эффект имеет место только в нецентросимметричных кристаллах или текстурах (подобно пьезоэффекту). [c.197]

Некоторые материалы (например, керамики) обладают свойством изменять свои размеры в электрическом поле. Это явление, получившее название электрострикции, отличается (внешне) от обратного пьезоэлектрического эффекта тем, что изменение размеров зависит только от напряженности приложенного поля, но не зависит от его знака. К числу подобных материалов относятся титанат бария и титанат-цирконат свинца. [c.406]

Шен И. Электрострикция, оптический эффект Керра и самофокусировка лазерных лучей.— В кн. Действие лазерного излучения. М. Мир, 1968, с. 210—215. [c.239]

Электрострикцию не следует смешивать с обратным пьезоэффектом. Последний, как отмечалось в предыдущих параграфах этой главы, также является результатом приложения внешнего поля, но является эффектом линейным (деформация прямо пропорциональна полю), а электрострикция является эффектом квадратичным. Это [c.148]

К нелинейности керровского типа (см. (1.15)) приводит также эффект электрострикции [46, 70, 71, 76]. Возникающее за счет деформации среды в интенсивной световой волне давление, пропорциональное 82 , изменяет плотность среды и, следовательно, диэлектрическую проницаемость. Электрострикция является инерционным эффектом. [c.14]

Условия реализации ВРМБ и обращения волнового фронта. Вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна возникает-при рассеянии света на звуковых возмущениях, возбуждаемых в среде излучением через пондеромоторную силу (эффект электрострикции), равную Fg = е—1)у /8я, где е — диэлектрическая проницаемость среды. [c.159]

Наибольшее число производимых аналитических эффектов приходится на долю электрических воздействий. Здесь основными являются среди механических эффектов— электрострикция [е = /( )], изменение массы электродов и раствора в результате электролиза и электродиффузии, электрофорез, диэлектрофорез, диполофорез, элек-троосмотический [ / = / ( )] и электрокапиллярный [а = = /(1)1 эффекты среди тепловых эффектов — эффект Джоуля / (/) ], нагрев диэлектриков в переменном [c.32]

Взаимодействие гиперзвука со светом. Изменение показателя преломления эл.-магн. волны под действием упругой волны, а также возникновение упругой волны под действием эл.-магн. волны в результате эффекта электрострикции может быть представлено как фотон-фононное вз-ствие. Примерами такого вз-ствия явл. дифракция света на ультразвуке, а также спонтанное и вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна. На частотах Г. преобладает т. н. брэгговская дифракция, при к-рой для дифрагиров. света наблюдаются только нулевой и первый порядки. Поскольку упругие волн, фронты, на к-рых рассеивается свет, движутся со скоростью звука, частота дифрагя-ров. света равна Й — со (стоксова компонента) либо Й-Ьсо (антистоксова компонента), где 2 — частота падающего света, со — частота Г. Этот процесс можно представить как рассеяние фотона на фононе, при этом [c.123]

Создание лазеров не только улучшило возможности наблюдения М.— Б. р., но и привело к открытию т. н. вынужденного М.— Б. р. Оно обусловлено нелинейным вз-ствием интенсивной возбуждающей световой волны (первоначально слабой рассеянной волны) и упругой тепловой волны. Основой такого вз-ствия явл. эффект электрострикции, заключающийся в том, что диэлектрик в электрич. поле напряжённостью Е меняет свой объём и т. о. возникает электро-стрикц. давление (а следовательно, образуется упругая волна). Электро-стрикц, давление пропорц. Е . В гигантском импульсе лазера напряжённость электрич, поля световой волны может достигать значений 10 — 10 В/см, и тогда электрострикц. давление может составить сотни тыс, атмосфер и возникнет весьма интенсивный гиперзвук. Интенсивность звук, волны, возникающей при вынужденном М.— Б. р., невелика. [c.392]

Во мн. случаях существенным оказывается также эффект электрострикции (сжатие среды в световом поле Е). В сильном световом поле Е лазера электрострикц. давление, пропорц. Е , изменяет плотность среды, что может привести к генерации звук. волн. С тепловыми эффектами связана самодефокусировка света. [c.459]

Вместе с тем явление Керра нашло за последние годы ряд чрезвычайно важных научных и научно-технических применений, осгю-ванных на способности его протекать практически безынерционно, т. е. следовать за очень быстрыми переменами внешнего поля. Таким образом, и по теоретической, и по практической ценности явление двойного лучепреломления в электрическом поле принадлежит к числу крайне интересных и важных. Как уже упоминалось (см. 2), о желательности постановки подобных опытов писал еще Ломоносов (1756 г.) о неудаче попытки обнаружить, влияет ли электризация на преломляющую способность жидкости, сообщает Юнг (1800 г.) и лишь в 1875 г. были выполнены опыты Керра, надежно установившие явление. Керр показал, что многие жидкие диэлектрики становятся анизотропными под действием электрического поля. Опыты с жидкими диэлектриками имеют решающее значение, ибо для жидких веществ деформация, могущая возникнуть под действием электрического поля (электрострикция), не вызывает двойного лучепреломления ), так что в опытах с жидкостью мы имеем электрооптические явления в чистом виде. Описанный Керром эффект стал первым доказательством того, что оптические свойства вещества могут изменяться под влиянием электрического поля. [c.528]

Другим примером искусственной анизотропии является анизотропия, возникающая в веществе под влиянием внещнего электрического поля. Этот вид анизотропии был открыт в 1875 г. Керром и носит название эффекта Керра. Вначале двойное лучепреломление в электрическом поле было обнаружено в твердых диэлектриках при помещении их между пластинками заряженного конденсатора. Однако было сомнение в том, что электрическое поле в данном случае играет косвенную роль и двойное лучепреломление появляется в результате механической деформации, вызванной полем (явление электрострикции >). Непосредственное влияние электрического поля было установлено после того, как явление двойного лучепреломления было обнаружено в жидкостях, в которых статическое сжатие не вызывает оптической анизотропии. Впоследствии (1930) двойное лучепреломление под действием электрического поля было найдено в парах и газах. Хотя эти измерения гораздо сложнее, чем измерения в жидкостях, поскольку эффект мал, однако теория эффекта Керра применима к ним с меньщнми допущениями. [c.65]

Акустооптич. взаимодействие сводится к эффектам оптич. рефракции и дифракции лишь при низких интенсивностях оптич. излучения. С повышением интенсивности света всё возрастающую роль начинают играть нелинейные эффекты воздействия света на среду. Из-за Электрострикции и эффектов нагревания среды оптич. излучением в ней возникают переменные упругие напряжения и генерируются звуковые волны с частотами от слышимых до гиперзвуковых — т, н. оптоакустические или фотоакустические явления, [c.46]

В поле мощного оптич. излучения в результате од-новрем. протекания процессов дифракции света на УЗ и генерации УЗ-волн вследствие электрострикции происходит усиление светом УЗ-волны, В частности, при распространении в среде интенсивного лазерного излучения наблюдается т, н, вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна, при к-ром происходит усиление лазерным излучением тепловых акустич. шумов, сопровождающееся нарастанием интенсивности рассеянного света. К оптоакустич. эффектам относится также генерация акустич. колебаний периодически повторяющимися световыми импульсами, к-рая обусловлена переменными механич. напряжениями, возникающими в результате теплового расширения при периодич. локальном нагревании среды светом. [c.46]

В твёрдых телах (кристаллах н стёклах) наряду с ист 1нным К. э., обусловленным электрич. поляризацией диулектрика, может наблюдаться также квадратич-Hbiii ал.-оптич. эффект, связанный с деформацией среды вследствие электрострикции. Этот ложный К. э. можно отличить от истинного но значительно большим временам релаксации. [c.349]

Нелинейный отклик сйеЙодных и связанных оптич. электронов — универсальная, но не единственная причина возникновения нелинейных оптич. явлений. Существенными оказываются нелинейные колебания многоатомных молекул и кристаллич. решётки, возбуждение светом явлений дрейфа, диффузии зарядов в кристаллах (фоторефрактивный эффект), индуцированная световой волной ориентация анизотропных молекул в жидкостях и жидких кристаллах (оптический Керра зффект), электрострикция, разл. тепловые эффекты и т. п. Перечисленные механизмы приводят к появлению оптич. нелинейностей, существенно различающихся по величине и времени установления нелинейного отклика Хил- Для наиб, быстрой нерезонансной электронной нелинейности Тдл 10 с , для инерционной тепловой нелинейности > 10 с. [c.295]

ФОТШКИТГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ — возникновение звуковых волн в среде под действием оптич. излучения. Осн. механизмы Ф. я. связаны с фототермич. эффектом, электронно-деформац. эффектом, обратным пьезоэффектом, электрострикцией и др. [c.341]

Существуют Э. п., не имеющие механич. колебат. системы и создающие колебании непосредственно в среде, напр, электроискровой излучатель, возбуждающий интенсивные звуковые колебания в результате искрового раз--ряда в жидкости, излучатель, действие к-рого основано на электрострикции жидкостей. Эти излучатели необратимы и применяются редко. К особому классу Э, п. относятся приёмники звука (также необратимые), основанные на изменении электрич, сопротивления чувствит, элемента под-влиянием звукового давления, напр, угольный микрофон или полупроводниковые приёмники, в к-рых используется теизорезистивный эффект. Когда Э.п. служит излучателем, на его входе задаются электрич. напряжение U и ток (, определяющие его колебат. скорость v и звуковое давление р в создавае.мом им поле на входе Э. п.-приёмника действует давление р или колебат. скорость v, обусловливающие напряжение V и ток I на его выходе. Теоретич. расчёт Э. п. устанавливает связь между его входными и выходными параметрами. [c.516]

Рассмотрим различные механические эффекты, возникающие под действием электрического поля, приложенного к диэлектрику. Во всех диэлектриках во внешнем поле возникает электрострикция— деформация, пропорциональная квадратичной степени поля Хы—ЯытпЕтЕп, Где — тензор электрострикции. Этот квадра- [c.20]

В твердых диэлектриках, обладающих нецентросимметричной структурой, за счет внутренних электрических полей электро-стрикционное деформированное состояние является основным и равновесным. В этом случае во внешнем поле наблюдается линейный электромеханический эффект, при котором деформация пропорциональна первой степени поля (нечетный эффект) хш = = dhlmEtn, где dhim — тензор третьего ранга — пьезомодуль (см. табл. 1.1). Этот эффект также обратим при Ет=0 хы = 0. Как видно из рис. 1.7,в, знак механической деформации при линейном эффекте изменяется при перемене полярности Ет, а сам эффект может быть выражен гораздо сильнее, чем электрострикция. Линейный электромеханический эффект называется обычно обратным пьезоэффектом (прямой пьезоэффект заключается в появлении поляризации при механическом сжатии или растяжении кристалла). [c.21]

Важнейшими электрооптическими эффектами являются эффекты Поккельса и Керра (линейный и квадратичный). Эффект Керра, как и электрострикция, наблюдается в любых диэлектриках, в то время как эффект Поккельса имеет место только в нецентросимметричных кристаллах (подобно пьезоэффекту). Оба эффекта широко используются в технике оптической связи и приборостроении для модуляции, переключения и других видов электрического управления световыми сигналами. Электрическое поле изменяет также коэффициент отражения света электроотражение — один из современных методов исследования оптических и динамических свойств кристаллов. [c.29]

В случае прямого пьезоэффекта электрический момент (полярнзованность) возникает за счет смещения связанных заряженных частиц нецентросимметричного диэлектрика. В центросимметрично.м диэлектрике такое смещение не приводит к поляризованному состоянию именно в силу наличия центра симметрии происходит компенсация электрических моментов, создаваемых смещением положительно и отрицательно заряженных частиц. Поэтому электрострикция пе имеет обратного эффекта. [c.129]

Получение ультразвука. Для получения ультразвука используются три явления обратный пьезоэлектрический эффект, маг-ттострикция и электрострикция. [c.405]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...