Центр фокальный

Формулы для определения размеров ЗТВ приближенные, так как при их выведении не учитывалась плотность мощности лазерного излучения и максимальная температура в центре фокального пятна. Более точные результаты можно получить, используя зависимость для быстродвижущегося теплового источника [c.69]

Центр фокальный 82 Центроида неподвижная 15 [c.227]

Интенсивность на поверхности сходящегося волнового фронта растет обратно пропорционально уменьшающейся поверхности фронта, что дает для сферы закон 1/г , а для цилиндра 1/г, где г— радиальная координата, отсчитываемая от центра фокальной области или соответственно от фокальной оси. При г О как первое, так и второе выражения стремятся к бесконечности, что, естественно, лишено физического смысла. Происходит это вследствие того, что в окрестности фокуса неприменима лучевая (геометрическая) трактовка, из которой вытекают указанные соотношения. Для определения поля вблизи фокуса требуется решить задачу в ее дифракционной постановке. Классическая трактовка осесимметричного случая для длиннофокусных систем изложена у Рэлея [6]. Исследования короткофокусных сферических, а также цилиндрических систем были выполнены позднее, на базе работ Дебая [7] и Зоммерфельда [11], в основном силами сотрудников Акустического института. Некоторые из этих работ, непосредственно относящиеся к фокусирующим ультразвуковым излучателям, легли в основу настоящей части книги. [c.153]

В центре фокального пятна т] =0, г = О давление будет максимально и равно [c.154]

Одной из основных величин, характеризующих свойства фокусирующей системы, является коэффициент усиления по давлению Кр, равный отношению давления в центре фокального пятна рр к давлению исходного фронта Ро [2] [c.154]

От коэффициента усиления но давлению следует отличать коэффициент усиления по колебательной скорости. Он представляет собой отношение колебательной скорости в центре фокального пятна Рр к скорости на поверхности излучателя [c.157]

Давление и скорость в центре фокальной области в соответствии с выражениями (2а) и (13) равны [c.161]

Отбрасывая постоянные, не зависящие от вида функции Ф (а) множители, получим следующую математическую формулировку задачи о наивыгоднейшем распределении заданной мощности по поверхности волнового фронта для получения наибольшей величины давления или колебательной скорости в центре фокального пятна найти функции Ф (а), приводящие к наибольшим значениям интегралов [c.161]

Эта задача на так называемый условный экстремум решается обычными методами вариационного исчисления. Оказывается, что для получения наибольшего давления в центре фокального пятна нужно иметь [c.162]

Поэтому под размером фокального пятна следует понимать расстояние от центра фокального пятна до первого минимума. Левая часть кривой на рис. 17 показывает эту зависимость остальная часть кривой построена на основании вычислений, аналогичных тем, по которым строилась правая часть кривой куо- [c.172]

Приведенные выше расчеты позволяют установить связь между частотой, интенсивностью в центре фокального пятна и полным потоком энергии сходящегося фронта. [c.174]

Совершенно аналогичное выражение может быть написано и для давления в центре фокального пятна [c.175]

При не слишком больших интенсивностях фокусируемая энергия поглощается обычно по экспоненциальному закону. Так как нас интересует поле вблизи центра фокального пятна, и в большинстве рассматриваемых систем условие F X удовлетворяется, то можно считать, что распределение интенсивности (или соответственно звукового давления) в фокальной области при наличии обычного поглощения отличается масштабным экспоненциальным множителем, определяемым средним пробегом в поглощающей среде, т. е. фокусным расстоянием F, которое поэтому не следует выбирать слишком большим [c.175]

Наибольшая же интенсивность в центре фокального пятна будет [c.175]

Из выражений (42 в) и (45 в) следует, что дальнейшее усиление интенсивности в центре фокального пятна может быть достигнуто лишь увеличением потока энергии сходящегося фронта Ж, или соответственно х. Однако и этот путь не приводит к безграничному увеличению Дело в том, что при значительных интенсивностях появляется так называемое нелинейное поглощение, возрастающее с увеличением амплитуды. Связанные с этим эффектом вопросы будут подробно рассмотрены во второй книге настоящей монографии, в части Нелинейное поглощение . Здесь же укажем лишь кратко, что при волнах конечной амплитуды синусоидальная форма волны постепенно превращается в пилообразную происходит перекачка энергии в гармоники высоких номеров. А с увеличением номера гармоник, т. е. частоты, растет и их поглощение. Этот процесс развивается с ростом интенсивности, поэтому, если скорость нарастания гармоник и увеличения их поглощения сравняется со скоростью нарастания интенсивности в результате фокусировки, будет достигнут предел интенсивности в фокусирующей системе. Чтобы рассмотреть этот вопрос, воспользуемся выражением для колебательной скорости в фокусе при наличии нелинейного поглощения, полученным в работе [231. [c.177]

Тогда (как это показано в работе [23]) фактическая амплитуда скорости в центре фокального пятна Рр приближенно определяется выражением [c.178]

Таким образом, задача сводится к тому, чтобы при заданной акустической мощности излучателя и колебательной скорости его поверхности определить оптимальные значения Л, F и а , при которых можно реализовать максимальную амплитуду скорости в центре фокального пятна vp. [c.178]

Рис. 23. Зависимость максимально достижимой колебательной скорости в центре фокального пятна и эффективности работы сферического фокусирующего излучателя от колебательной скорости его поверхности

Рис. 25. Зависимость максимальной скорости в центре фокального пятна от эффективности излучателя

Таким образом, при меньшей на 30% скорости в центре фокального пятна диаметр его, пропорциональный длине волны, увеличился почти в [c.181]

Аналогично тому, как это было сделано для сферических излучателей, поставим теперь задачу нахождения оптимальных величин а , Р м к, обеспечивающих получение наибольшей величины скорости в центре фокального пятна при заданных значениях колебательной скорости поверхности излучателя г о и заданной полной мощности, или (что то же самое) при заданном значении Ь. [c.181]

Если при расчете цилиндрического фокусирующего излучателя задаться величиной эффективности, то скорость в центре фокального пятна выразится окончательно в виде [c.183]

Описанные излучатели позволяют получать интенсивности порядка тысячи ватт на квадратный сантиметр. При этом в центре фокального пятна, если отсутствует кавитация, развиваются звуковые давления с амплитудой 50—60 атм. Несмотря на внушительность этих цифр, они еще очень далеки от предельных. Критерием здесь может быть акустическое число Маха, соотношение между колебательной скоростью и скоростью распространения звуковых волн с, равной для воды 1,5-10 см сек. Элементарный подсчет, выполненный по формуле (9а), показывает, что для угла раскрытия, близкого к я/2 (это, как было показано выше, соответствует максимуму усиления по интенсивности), можно написать [c.192]

Увеличение интенсивности в центре фокального пятна при оптимальных углах ат, близких к я/2, может быть достигнуто либо увеличением полной мощности сходящегося фронта, либо уменьшением площади фокального пятна, т. е. уменьшением рабочей длины волны X. Последнее менее желательно не только потому, что с уменьшением площади фокального пятна весьма затрудняется его изучение, но еще и потому, что, как это было показано выше, с увеличением частоты существенно возрастает [c.192]

Конструкция излучателя схематически показана на рис. 43. Сферическая оболочка 1 имеет центр кривизны в точке 2, являющейся, таким образом, центром фокальной области. Пространство 3 внутри оболочки заполнено передаточной средой, в которой происходит процесс фокусирования. [c.194]

Вблизи фокуса образуется кавитационное облако, форма которого близка к сферической, а размеры растут с увеличением напряжения. На рис. 54 приведены фотографии такого облака, снятые с экспозицией 1-10" сек при различных напряжениях на излучателе. Излучатель помещен внизу и излучаемый им сходящийся фронт идет снизу вверх центр перекрестья соответствует центру фокального пятна. Хорошо видно, как с увеличением напряжения нижняя граница кавитационного облака отодвигается от фокуса, а размеры облака растут. Так как основная часть подводимой энергии тратится на образование кавитационных пузырьков, а размеры облака и, следовательно, количество пузырьков растут, то сред- [c.201]

Интенсивность в центре фокального пятна, вычисленная по формуле (42), виъ СМ в............... 105 000 146 000 [c.201]

Давление в центре фокального пятна. 600-10 800 106 [c.201]

Если эталон Фабри—Перо применяют в качестве спектрографа, то интерференционные кольца регистрируют на фотопластинке. Если используется сканирующий интерферометр Фабри—Перо, то информацию о спектре дает электрический сигнал фотоумножителя. Фотоумножитель помещают позади круглой диафрагмы, расположенной в центре фокальной плоскости, на которой воспроизводится кольцевая интерфе-эенционная картина [68]. [c.350]

Дифракционные расчеты, однако, показывают, что хотя фаза расходящейся волны отличается от фазы, сходящейся на я, никакого скачка нет, а вблизи фокуса форма фронта меняется плавно. В области главного дифракционного максимума, через который проходит подавляющая часть фокусированной энергии, сферический фронт постепенно уплощается и через фокальнзгю плоскость идет (в пределах главного максимума) плоская волна. Затем эта плоская волна начинает выгибаться в другую сторону и переходит в расходящуюся, сферическую. То обстоятельство, что через фокальную плоскость в пределах главного максимума идет плоская волна, позволяет, разумеется, для углов, не превышающих я/2, не только говорить о потоке энергии через главный максимум, но и воспользоваться для его вычисления в центре фокального пятна выражением [c.158]

Для выбора наиболее эффективной системы фокусирования сравним, например, давление в центре фокального пятна при одинаковом потоке энергии (мощности), несомой фронтом сходящейся волны. Как уже говорилось, можно считать, что каждый небольшой участок фронта излучает плоскую волну интенсивностью /в, где/о = . Весьпоток энергии будет равен, таким образом, [c.161]

Это соотношение можно было бы написать и а priori, так как оно вытекает из закона сохранения энергии интенсивности в исходной волне и в центре фокального пятна обратно пропорциональны соответствующим площадям. Множитель 3,7 учитывает то, что интенсивность в центре фокального пятна больше средней интенсивности по всей его поверхности, а также то, что через фокальное пятно проходят не все 100% фокусируемой энергии, а лишь 84%, а 16% падает на долю вторичных максимумов. [c.163]

Таким образом, системы с оптимальными характеристиками при замкнутом фронте а, = я создают в фокальном пятне нечто вроде стоячей волны при Ф(а) = 1 в центре фокального пятна рр — max, vp = 0 при Ф(а) = = osa создается обратное положение рр = 0, г = п1ах. В обоих случаях интенсивность равна нулю. [c.165]

Если учесть, что через основной дифракционный максимум проходит 84% всей энергии фронта, то средняя интенсивность в фокальном пятне составит 27 ООО вт1см . Интенсивность же в центре фокального пятна, вычисленная по формуле (42), будет около 85 000 втп1см . Следует только помнить, что обе эти цифры в известной степени условны, так как в реальных жидкостях порог кавитации лежит существенно ниже после возникновения кавитации тонкая структура фокального пятна претерпевает, как об этом будет сказано ниже, весьма существенные изменения. [c.197]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...