Акустические колебания и волны

Акустические колебания и волны. [c.189]

Акустические колебания и волны. Акустические колебания — это механические колебания частиц упругой среды, а акустические волны — процесс распространения в этой среде механиче- [c.4]

Таблица 1. i Диапазоны частот акустических колебаний и волн

Акустические методы делят на две большие группы использующие излучение и прием акустических колебаний и волн (активные методы) и основанные только на приеме колебаний и волн (пассивные методы). В каждой из этих групп выделяют методы, основанные на возникновении в объекте контроля бегущих и стоячих волн или колебаний (рис. 2.1). [c.94]

Акустические колебания и волны. Для акустического метода НК применяют колебания ультразвукового и звукового диапазонов частотой от 50 Гц до 50 МГц. Интенсивность колебаний обычно невелика не превышает 1 кВт/м . Такие колебания происходят в области упругих деформаций среды, где напряжения и деформации связаны пропорциональной зависимостью (область линейной акустики). [c.198]

Указанные выше математические осложнения проявляются при исследовании уравнений движения (11.1) в предельном случае длинных волн. В этом случае стекло, подобно любому твердому телу, ведет себя как прочное веп] ество с обычными однородными упругими свойствами, и его допустимо рассматривать как макроскопическую упругую сплошную среду, в которой могут существовать акустические колебания и волны. Колебания такого типа должны автоматически появляться как приближенные решения макроскопических уравнений движения (11.1), и их вид должен также отражать влияние эффектов рассеяния, физически обусловленных неупорядоченностью структуры материала. Однако выполнить эту математическую программу, нацеленную на построение теории коротковолновых коллективных колебаний стекол и жидкостей, оказывается вовсе не просто. [c.518]

Основные методы акустического неразрушающего контроля. -Методы акустического контроля (АК) делят на две большие группы активные, использующие излучение и прием акустических колебаний и волн, и пассивные, основанные только на приеме колебаний и волн. В каждой группе выделяют методы, основанные на возникновении в объекте контроля бегущих и стоячих волн (или колебаний), объекта в целом или его части. На рис. В.1 приведена классификация большинства рассматриваемых в литературе методов АК. В дальнейших разделах книги более подробно рассмотрены эти методы, а также другие методы, не вошедшие в схему рис. В.1. [c.8]

Обычно же применяемые в контрольно-измерительной технике акустические колебания и волны, в том числе импульсы, характеризуются малостью возмущений. В этом случае изменения плотности среды из-за возникновения и распространения колебаний и волн много меньше (по крайней мере на три-четыре порядка), чем плотность невозмущенной среды. [c.31]

Относительная малость возмущений позволяет применить для описания акустических колебаний и волн, как принято говорить, линейную модель, т.е. описать возникающие явления линейными дифференциальными уравнениями. Дело в том, что точное математическое описание любого физического явления невозможно, и любые применяемые математические формулы являются математическими моделями явлений, которые они описывают. Если формула достаточно точно описывает явление, интересующее исследователя, говорят, что модель адекватна явлению. [c.31]

ИНФОРМАТИВНОСТЬ ХАРАКТЕРИСТИК АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ И ВОЛН [c.109]

Для каждого типа линейного рассеяния света существует нелинейный аналог. Если в линейном пределе оптические свойства среды модулируются тепловыми акустическими волнами или оптическими колебаниями кристаллической решетки, то в нелинейном сам лазерный пучок вначале вызывает усиление этих колебаний и волн, на которых [c.57]

При получении в системе СГС производных единиц величин, характеризующих колебания и волны (имеются в виду все виды волн, в том числе акустические и электромагнит- [c.183]

Ультразвуковая дефектоскопия использует упругие колебания и волны. Акустические колебания — это механические колебания частиц упругой среды вокруг своего положения равновесия, а акустические волны — распространение в этой среде механического возмущения (деформации). Для контроля применяют колебания частотой 0,5...2,5 МГц. Акустические волны в жидкости или газах характеризуются одной из следующих величин изменением давления р, смещением частиц и, скоростью колебательного движения V, потенциалом смещения или колебательной скорости ф. Для плоской гармонической волны все перечисленные величины взаимосвязаны через потенциал скорости следующим образом [c.20]

В технике понятие о КВЧ обычно используется применительно к электромагнитным колебаниям и волнам. Но в живых организмах в указанном диапазоне частот генерируются не только электромагнитные, но и акустические и акустоэлектрические колебания и волны все эти типы колебаний трансформируются друг в друга. Поэтому представляется целесообразным использовать в книге данный термин (КВЧ) применительно ко всем упомянутым колебаниям и волнам, уточняя лишь типы колебаний и частоты, о которых идет речь в каждом конкретном случае. Понятие миллиметровые волны , строго говоря, применимо лишь к электромагнитным волнам до их проникновения в организм или в другие среды с большим значением относительной диэлектрической проницаемости е (в средах с большим е длина волны сокращается в ]/ е. раз). Но поскольку к этому понятию многие привыкли, то решено было сохранить его в заглавии и в тексте — там, где это не может вызвать недоразумений. [c.5]

Общей, или классической, акустикой называют раздел физики, имеющий дело с упругими колебаниями и волнами в классической сплои ной среде в случае, когда длины волн значительно больше расстояний между атомами и молекулами. Другими словами, общая акустика — это часть механики сплошных сред (гидродинамики и теории упругости), изучающая колебательные и волновые процессы. Если же среда характеризуется не только механическими, но и другими физическими свойствами (например, наличием пьезоэлектричества, фотоупругости, магнитных свойств и т. д.), то процесс распространения звука в такой среде может существенно зависеть от этих свойств. Для описания акустических явлений в этом случае уже недостаточно традиционных представлений механики сплошных сред. Необходимо использовать более общие модели, основанные на рассмотрении соответствующих явлений на макро- и микроуровнях. Это относится к взаимодействиям звука с тепловыми упругими волнами в кристаллах — фононами, взаимодействиям со светом — фотонами (акустооптика), со свободными носителями заряда — электронами (акустоэлектроника), с возбуждениями в магнитоупорядоченных кристаллах — магнонами. Когда длина волны становится сравнимой с параметром решетки кристалла, возникают специфические явления, которые также не могут быть описаны в рамках классической механики сплошных сред. [c.6]

Статьи энциклопедии можно подразделить на пять групп. Первая из них характеризует процессы и явления, свойственные колебаниям и волнам вообще и акустическим в частности вторая описывает распространение ультразвуковых волн в веществе и их взаимодействие со средой в третьей рассматриваются различные виды излучателей и приёмников ультразвука и физические явления, положенные в основу их действия четвёртая группа посвящена практическому применению ультразвука — рассматриваются как отдельные конкретные применения ультразвуковых методов пли конкретные приборы, так и области ультразвуковой техники в целом к пятой группе можно отнести вспомогательные статьи, необходимые для понимания материала первых четырёх групп, в них в основном рассматриваются понятия, относящиеся к строению вещества и к физике твёрдого тела. [c.7]

С другой стороны, изучая звук и свет, механические и электромагнитные колебания, мы наталкиваемся на поразительную общность многих закономерностей. Развитие науки привело к тому, что все глубже познаются общие закономерности и связи качественно различных физических явлений. В связи с этим наряду с изучением особенностей механических, акустических, оптических и других явлений возникает целесообразность изучения всех этих явлений с точки зрения выявления общих закономерностей, свойственных этим явлениям. Такой подход позволяет выделить в качестве одного из отделов физики учение о колебаниях и волнах ). Этот отдел охватывает материал, рассматриваемый также в разделах механики, акустики, электромагнетизма и оптики. [c.19]

Мы не будем ограничиваться рамками оптики. Из того, как был определен спектр функции (спектр в математическом смысле), ясно, что этот термин принадлежит единому языку теории колебаний и волн (см. гл. 1, 1) функция типа (11.1) может изображать не только изменение напряженности электрического поля в световой волне, но и изменение напряженности поля в невидимой электромагнитной волне, давление в звуковой волне, силу тока и т. д. В связи с этим целесообразно под спектром в физическом смысле понимать не только ту картину, которая возникает в оптических опытах с призмой или решеткой, но и всякую реально существующую картину (например, на экране электронного осциллоскопа), являющуюся механическим, акустическим, радиофизическим аналогом оптического спектра. С такими картинами нам предстоит скоро познакомиться. При этом слово спектр как обозначение реально существующей [c.493]

Как известно, в плазме имеется большое разнообразие колебаний и волн. Рассмотрение их удобно начать с простейших колебаний акустического типа, например ионно-звуковых волн в однородной плазме. [c.10]

Упругие колебания и акустические волны, особенно ультразвукового диапазона, широко применяют в технике. Мощные ультразвуковые колебания низкой частоты применяют для локального разрушения хрупких прочных материалов (ультразвуковая долбежка) диспергирования (тонкого измельчения твердых или жидких тел в какой-либо среде, например жиров в воде) коагуляции (укрупнения частиц вещества, например, дыма) и других целей. Другая область применения акустических колебаний и [c.5]

Главы 2-4 посвящены рассмотрению физики и техники акустических измерений и контроля, а именно физики колебаний и волн, техники их возбуж -дения и регистрации, чувствительности, стабильности свойств и градуировки электроакустических преобразователей, причем внимание акцентировано на рассмотрении вопросов, имеющих непосредственное отношение к практике контроля и диагностики. [c.6]

Таким образом, упругие колебания и волны тесно связаны между собой, и представление акустического процесса в виде волн или колебаний часто является вопросом удобства математического описания процесса. Общепринято говорить о волнах, когда длина волны и заполняемое ей пространство много меньше объема среды (объекта), в котором она распространяется. Это обычно имеет место на высоких частотах, например при ультразвуковом (УЗ-) контроле. В случае, когда длина волны достаточно велика, происходит наложение первичных и многократно отраженных от границ объема волн, приводящее к так называемым стоячим волнам, тогда говорят о колебаниях объема среды (объекта, системы). [c.30]

При применении ультразвука в процессах химической технологии важно учитывать, что в зависимости от условий процесса и сочетания параметров акустических колебаний и озвучиваемой емкости (аппарата) могут возникать звуковые поля различных видов. Рассматривая условия осуществления следующих видов (табл. 7 и рис. 60) звуковых полей 1) поле бегущих волн, 2) поле стоячих волн, 3) поле давления и 4) поле ускорений , легко видеть, что их свойства связаны с параметрами резервуара. [c.87]

Средняя кривая соответствует сигналу акустической эмиссии от продольно поляризованного, установленного на поверхности пьезоэлектрического преобразователя, который широко применяется на практике в лабораторных и эксплуатационных испытаниях. Поскольку этот преобразователь выполнен из материала Р2Т-5А, он имеет те же возможности работы в окружающей среде, которые были описаны выше. Этот преобразователь реагирует в основном на сдвиговые колебания и волны Релея. Фронт импульса обозначен достаточно хорошо, однако очевидна нежелательная затянутость сигнала (1,5—2 мсек). Кроме того, электрическое напряжение, снимаемое с преобразователя, имеет интенсивные составляющие на таких низких частотах, как 100 кгц. В сильных шумовых полях, например в условиях гидравлической кавитации, трудно регистрировать низкочастотные сигналы, так как помехи перегружают предусилитель или проходят через фильтр, вызывая ложное срабатывание. Поэтому в таких случаях следует применять настроенную цепь. [c.42]

Теория теплоемкости Дебая предполагает, что кристалл можно рассматривать как непрерывную среду, совершающую упругие колебания >. Упругие волны, распространяющиеся в кристалле, имеют сплошной спектр, т. е. обладают непрерывным набором частот. Очевидно, что распространение звука в твердом теле — это и есть распространение таких упругих колебаний (продольных и поперечных). При нагревании кристалла в нем возбуждаются упругие акустические волны (волны Дебая), которые и определяют теплоемкость кристалла. [c.122]

Ультразвуковой контроль (УЗК) относится к акустическому виду неразрущающего контроля (см. табл. 1.2). Все многообразие акустических методов неразрушающего контроля основано на взаимодействии упругих сред (жидких, твердых и газообразных) с акустическими колебаниями и волнами. Они отличаются способами возбуждения колебаний и их регистрацией. [c.139]

В рамках оговоренной линейной модели основные соотношения, описывающие акустические колебания и волны в среде, следуют из уравнения состояния среды, уравнения движения Ньютона и уравнения неразрьшности. Результатом являются уравнения волнового типа, которые могут быть решены при соответствующих начальных и граничных условиях. Процесс колебаний или распространения волны сопровождается периодическим смещением частиц из положения равновесия, изменением плотности, давления и скорости движения частиц в среде. Представим результирующие величины, характеризующие состояние среды при прохождении через нее акустической волны, в виде суммы стационарной (при отсутствии звукового возмущения) и периодической составляющих [c.32]

Мы попытались предварительно определить ключевые понят>1я теории колебаний и волн и нелинейной динамики как части этой теории. Надеемся, что читатель заметил, как эти понятия входят в разные естественные науки, говорящие, по Мандельштаму, на своем национальном языке. Поэтому, следуя опять же Мандельштаму, можем утверждать, что теория колебаний и волн — интернациональный язык науки, более того, идея колебательно-волновой общности кажущихся непохожими явлений самой различной природы составляет сущность современного научного мировоззрения. Как в одной книге одновременно изложить и классические результаты (в частности, линейную теорию колебаний и волн) и познакомить читателя с современной теорией (основами нелинейной динамики) Попытаемся следовать Л. И. Мандельштаму, который писал следующее. Обычно, излагая тот или иной предмет, мы стараемся дать конкретный материал, дать соответствующий математический аппарат, научить пользоваться этим аппаратом. С другой стороны, в оптике нас интересуют специфические оптические вопросы, в акустике акустические и т.д. В результате получается разрозненность, за деревьями не видцо леса. Это, конечно, естественно. Художник-специалист изучает на картине, как надо класть краски, как работать кистью и т.п. Но, для того чтобы получить общее впечатление, надо отойти от картины. Детали при этом теряются, но зато приобретается нечто другое. Мы видим тогда, как входят понятия в мировоззрение физика [c.32]

Акустическими методами называют методы, основанные на использовангш упругих колебаний и волн любых частот. Методы, использующие частоты от 20 кГц до 100 Мщ, называгот ультразвуковыми. [c.312]

Отметим, наконец, что ряд особенностей распространения и возбуждения волн в пьезокристаллах характерен для волн любой природы в анизотропной среде (поляритоны, магноны, плазменно-акустические колебания и т. п.). Хорошо разработанная экспериментальная техника и развитые методы измерений позволяют, как нам кажется, использовать пьезоэлектрики в качестве модели анизотронной среды вообще. С этой точки зрения, часть результатов, излагаемых в монографии, имеет общефизический [c.6]

Материалистическое обоснование единого подхода к колебаниям и волнам различной физической природы состоит в том, что единые законы колебаний и волн, охватывающие как механические (в частности, акустические), так и электромагнитные (в частности, световые) колебания и волны, являются отражением многочисленных общих черт, объективно присущих этим процессам. Именно отсюда проистекает и целесообразность единого колебательного подхода. Это необходимо подчеркнуть, так как существует и имеет хождение в буржуазной научной литературе другое — субъективное — толкование подобного рода целесообразности, сводящее все дело к удобству описания в духе махистского принципа экономии мышления . [c.20]

Вместе с тем квантовая физика указывает пределы применимости классического учения о колебаниях и волнах. Опыты с рентгеновским излучением и светом показывают, что если энергия, воспринимаемая прибором, с помощ,ью которого исследуется излучение, за время срабатывания прибора очень мала, а именно порядка / V, где V —частота исследуемого света, / — универсальная постоянная (постоянная Планка), равная 6,62эрг-сек и играюп ая фундаментальную роль в квантовой физике, явления носят совсем другой характер, чем описанный в этой книге излучение проявляется как прерывный поток фотонов — частиц энергии / V. Нет оснований сомневаться, что аналогично должно обстоять дело с радиоволнами и акустическими волнами. Повышение чувствительности радиоприемной аппаратуры привело к тому, что начинает уже обсуждаться вопрос о возможности наблюдения фотонов в микроволновом радио-излучении. [c.566]

Но это все довольно редкие случаи. Обычно связи в решетке настолько сильны, что внутреннее движение, в отдельном узле не оказывается изолированным, к примеру, реализуется не вращение, а крутильное колебание. Если закрутить одну ячейку, т. е. возбудить в ней движение, не связанное со смещением ее центра инерции, то это вызовет соответствующее движение и в соседних узлах. Таким образом, по кристаллу начнет распространяться волновой процесс, непосредственно не связанный со смещением центров инерции узлов решетки. Поэтому это уже будут не акустические колебания, не волны плотности при А - О энергия возбуждения такого квазико-лебательного движения узла е к) —> ftwj Ф О, т. е. не стремится к нулю (рис. 77). Такие колебания в кристалле получили название оптических. Конечно, это сильно упрощенное представление о возможных типах коллективных движений в кристалле. [c.204]

Достоинством книги является то, что изложение ведется автором строго и ясно, приводятся детали вычислений, выявляются подробности вычислительной техники, отчётливо формулируются ограничения при той или иной теоретической трактовке, в том или ином приближённом методе в каждой главе даются задачи, содержание которых связано с важными прикладными вопросами. Благодаря этому, помимо ценности книги Морза как научной монографии по теории колебаний и волн, она является одновременно хорошим учебным пособием, пригодным для студентов старших курсов, аспирантов и научных работников. Книга снабжена большим числом новых, оригинальных рисунков. В конце приложены весьма полезные таблицы специальных функций и графики, необходимые для акустических расчётов некоторые из них появляются в литературе впервые. [c.8]

Наклонность режима работы двигателя к возникновению акустической неустойчивости определяется соотношением притока энергии акустических колебаний и ее потерями. Усиление волн давления при отражении их от поверхности горения может подавляться демпфируюпдим эффектом элементов конструкции, а также конденсированных частиц, присутствующих в продуктах сгорания топлива. Критерием устойчивости работы является превышение потерь над притоком энергии [c.250]

Упругие колебания и волны. Упругость — это свойство твердых тел восстанавливать свои форму и объем (а жидкостей и газов — только объем) после прекращения действия внешних сил. Среду, обладающую упругостью, называют упругой средой. Упругие колебания — это колебания механических систем, упругой среды или ее части, возникающие под действием механического возмущения. Упругие или акустические волны — механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде. Частный случай акустических волн — слышимый человеком звук, отсюда происходит термин акустика (от греч. акизйкоз — слуховой) в широком смысле слова—-учение об упругих волнах, в узком — учение о звуке. В зависимости от частоты упругие колебания и волны называют по-разному (табл. В.1). [c.5]

Результаты эксперимента показали, что при постепенном увеличении 1 происходит скачкообразное изменение спектрального состава излучаемых трубой звуковых волн. При этом подобным образом изменяются и термодинамические параметры работы вихревой трубы. Видно (см. рис. 3.32), что при достижении ц = 0,85 происходит резкое уменьшение адиабатного КПД и абсолютных эффектов подогрева и охлаждения (по модулю). Это явление сопровождается уменьшением интенсивности низкочастотных колебаний и соответственно увеличением высокочастотной акустической составляющей. Динамика низкочастотных колебаний в зависимости от ц аналогична поведению адиабатного КПД, т. е. максимуму КПД соответствует и максимум звукового давления, приходящегося на частоту 1300 Гц. Можно сделать вывод, что в процессе энергопергеноса в вихревой трубе наиболее активную роль играют низкочастотные возмущения и перспектива в использовании интенсификации тепломассообмена в вихревой трубе связана с применением для этого низкочастотных колебаний, соответствующих диапазону 1000—3000 Гц. Между акустическими характеристиками и эффективностью работы вихревой трубы существует четкая корреляция. Таким образом, на основе представленного обзора и результатов некоторых экспериментальных исследований макро- и микроструктуры вихревого потока вьщелим наиболее характерные и принципиальные его свойства [c.141]

Появление сигнала между зондирующими и донными импульсами или ослабление интенсивности прошедших через металл ультразвуковых колебаний указывает на наличие дефекта. Отраженные от границы раздела сред (дефекты типа нарушения сплошностей), имеющих различные акустические свойства, ультразвуковые волны, попадая на пьезопластину, вызывают электрические колебания, которые усиливаются и поступают на экран дефектоскопа. Настраивая дефектоскоп на поисковую чувствительность, определяют способ прозву-чивания, тип преобразователей и пределы их перемещения, а также характер ожидаемых дефектов. Особое внимание уделяют тем дефектам, отражение от которых можно получить лишь тогда, когда их поверхность перпендикулярна к акустической оси преобразователя. [c.197]

Три нижние ветви (рис. 5.15), которые при малых k стремятся линейно к нулю, называют акустическими, а остальные Зг—3) являются оптическими, среди них также различают ветви продольных и поперечных колебаний. Скорость распространения продольных волн больше скорости распространения поперечных волн, так как частоты колебаний продольных волн больше частот колебаний поперечных волн (сйх.>шт2>сйтч) - [c.160]

Рассмотрим <7->0 таким колебаниям отвечают волны бесконечной длины, возникающ,ие при смеш еииях как целого подрешеток Бравэ. Акустические колебания связаны с одинаковым смещением всех ц, подрешеток, а значит, и всей решетки их частота стремится к нулю. Оптические колебания связаны со смещением подрешеток друг относительно друга — их частота отлична от нуля. [c.134]

Гиперзвук — акустические колебания от 10 до 10 —10 Гц. Частотный диапазон гиперзвуковых волн сверху ограничивается физическими факторами, характеризуюгцими атомное и молекулярное строение среды длина упругой волны должна быть значительно больше длины свободного пробега молекул в газах и больше межатомных расстояний в жидких и твердых телах. Поэтому в воздухе не может распространяться гиперзвук с частотой 10 и выше, а в твердых телах — с частотой более 10—10 Гц. [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...