Распространение акустических волн

До сих пор не говорилось о том, каким образом может быть измерена скорость звука. Выше мы обращали внимание на отклонение свойств газа от идеального состояния и отмечали, что скорость Со относится к безграничному пространству. На практике, особенно в области низких температур, скорость звука измеряется в относительно небольшой колбе, которая должна иметь постоянную температуру. В настоящее время наиболее точные измерения скорости звука осуществляются при помощи акустического интерферометра с цилиндрическим резонатором. Акустические волны возбуждаются в трубе излучателем, расположенным на ее конце длина волны находится измерением перемещения отражателя между соседними резонансными максимумами. Положение стоячих волн определяется по импедансу излучателя. В этом состоит одна из трудностей акустической термометрии по сравнению с газовой. В газовой термометрии измеряемые величины, объем и давление, являются величинами статическими, хотя и существуют проблемы, связанные с сорбцией, о которой говорилось выше. В акустической термометрии измеряемые величины носят динамический характер — это акустический импеданс излучателя, например, при 5 кГц, вязкость и теплообмен со стенками трубы. Все это оказывается источником специфических трудностей при измерении, и для правильной интерпретации результатов измерения необходимо полное понимание физической сущности процессов распространения акустических волн. [c.101]

При распространении акустической волны от источника с увеличением расстояния, на которое она распространяется, происходит ее ослабление. Основные причины ослабления — расхождение лучей (дифракционное ослабление) и затухание волн. Если рассматривать ультразвуковые колебания (УЗК) как частный случай акустических, то их излучатель в виде круглого диска диаметром 2а (рис. 6.19, а), генерирует пучок, который не расходится в ближней зоне участка объекта. Сам данный участок при этом имеет цилиндрическую форму, протяженность которой вычисляется [ю формуле [c.168]

Быстродействие акустических дефлекторов зависит от апертуры отклоняемого луча D и скорости распространения акустической волны т. е. т = DIv. - тогда [c.84]

В том случае, когда степень неоднородности двухфазной смеси (размер частиц дисперсной фазы и расстояние между частицами) меньше длины волны возмущения, по отношению к волне среда ведет себя как непрерывная. При этом для определения скорости звука можно воспользоваться уравнением Лапласа = (Эр/0p)j. При распространении акустических волн в однофазной среде имеет место явление дисперсии, проявляющееся в зависимости скорости звука от частоты звуковой волны. Зависимость эта молекулярной природы. Говоря о дисперсии скорости звука в двухфазной среде, можно отметить, по крайней мере, две формы ее проявления. Первая характерна для двухфазной среды в целом и связана с тремя происходящими в ней релаксационными явлениями с процессом массообмена между фазами - фазовым переходом, процессом теплообмена - выравниванием температур между фазами и процессом обмена количеством движения — выравниванием скоростей между фазами. Даже в случае равновесной двухфазной среды при распространении в ней звуковой волны равновесие между фазами нарушается и в ней протекают релаксационные процессы. Вторая форма возникает из-за дисперсии звука в среде-носителе и природа ее та же, что дисперсии в однофазной жидкости. Для нее характерна область высоких частот, когда длительность существования молекулярных ансамблей в жидкости или в газе соизмерима с периодом звуковой волны. [c.32]

Наиболее прямой и простой способ такой проверки обосновывается в теории распространения акустических волн в разреженных газах. В самом деле, пока длина акустической волны во много раз превосходит среднюю длину свободного пути молекул, акустическая волна будет распространяться нормально, если в газе не происходит никаких превращений веществ. Но если длина акустической волны станет сравнимой со средней длиной свободного пути молекул, то в этом случае наступит явление акустической дисперсии. Исходя из того или иного вида уравнений аэродинамики разреженного газа, можно предсказать законы этой дисперсии. Таким образом, открывается возможность непосредственной проверки основных положений указанных уравнений. [c.54]

Между твердостью абразивных инструментов и скоростью распространения в них акустических волн имеется взаимосвязь. Порядок измерения приведенной скорости распространения акустических волн i приведен в ГОСТ 25961-83 (в ред. 1992 г.). [c.602]

В работе [В.33] описано экспериментальное исследование импульсного шума несущего винта на режиме висения и при полете вперед. Сделан вывод, что импульсный шум на режиме висения вызывается высокочастотными изменениями нагрузок вследствие взаимодействия вихрей с лопастями. Хлопки, лопастей при полете вперед связываются с влиянием больших концевых чисел Маха на распространение акустических волн давления и на рост сил сопротивления наступающей лопасти. [c.866]

Здесь / 1 и / 2 — составляющие волновых векторов падающего и дифрагированного пучков соответственно вдоль направления распространения акустической волны. Пусть и — Углы, которые оптические волновые векторы составляют с волновым фронтом звуковой волны, так что [c.420]

До настоящего времени все эксперименты по лазерной генерации сверхкоротких импульсов деформации были выполнены при комнатных температурах, что фактически позволяло исследовать распространение акустических волн с частотами Va slO ГГц лишь на микроскопические расстояния. Использование оптически возбуждаемых пикосекундных акустических импульсов для диагностики макроскопических образцов возможно только при низких (гелиевых) температурах. Как теоретически показано в [88], переход к столь низким температурам вносит качественные изменения в процесс термоупругой генерации звука. С одной стороны, исключается возможность генерации сверхкоротких импульсов деформации на поверхности макроскопических металлических образцов. Действительно, с понижением температуры электронная теплопроводность металлов сильно возрастает [89], а при гелиевых температурах электроны могут распространяться, не рассеиваясь в течение интервалов времени, значительно превышающих т [90]. В этом случае характерный размер нагреваемой за время воздействия области (Оф — скорость Ферми электронов проводимости) и [c.165]

Быстродействие описанной схемы определяется, в первую очередь, параметрами акустооптического модулятора. Для переключения лазерного луча из одного положения в другое необходим промежуток времени Т, равный времени распространения акустической волны в кристалле модулятора. Если диаметр отклоняемого луча равен d,-TO T—dls. В свою очередь, диаметр луча связан с разрешающей способностью системы, а именно число разрешаемых элементов по одной координате равно [c.260]

Далее обсуждаются разные критерии устойчивости и введен кинематический критерий. Показано, что в частном случае самосопряженной краевой задачи кинематический критерий равнозначен бифуркационному. Ограничимся задачами нелинейной теории упругости и не будем обсуждать многочисленные решения, относящиеся к теории перемещений или малых деформаций. Здесь также выведены условие распространения волны слабого разрыва, управляющие амплитудой уравнения и уравнения акустического луча. Рассуждения иллюстрируются примером, в котором описывается распространение акустической волны в толстостенном цилиндре, подверженном действию внешнего или внутреннего гидростатического давления, а также дополняются обсуждением разных скоростей волны, т. е. фазовой скорости, групповой скорости и скорости сигнала. [c.9]

Функция накопленной энергии (упругий потенциал) не может быть произвольной функцией градиента деформации или в случае изотропии инвариантов / , 1 , /3. При ее изучении необходимо учитывать широко понимаемые экспериментальные значения. Например, одноосное растяжение должно сопровождаться положительным напряжением и сужением поперечного сечения, срез должен сопровождаться положительным срезывающим напряжением. Более того, скорости распространения акустической волны должны быть действительными и однородная деформация малого параллелепипеда устойчивой. Такие требования налагают определенные ограничения на функцию накопленной энергии, В линейной теории упругости эти ограничения приводятся к условиям л > О, Я, >0, где Я и М — постоянные Ляме. [c.41]

Распространение акустической волны [c.112]

Уравнения согласованности (17.10) и (17.12) образуют основу для построения условия распространения акустической волны. [c.114]

На поверхности движущейся со скоростью U, могут быть разрывными все производные градиента деформации Ха. Совокупность явлений на такой поверхности называют акустической волной. Условие распространения акустической волны совпадает с условием распространения волны ускорения (17.18). [c.117]

Первоначально сжимаемость жидкости учитывалась в теоретических исследованиях только при изучении распространения звука. Первая формула для скорости звука была дана, как известно, Ньютоном и отвечала нереализуемому изотермическому процессу распространения акустических волн. Адиабатичность распространения звука была установлена II. С. Лапласом, по-видимому, на самом рубеже XIX в., но он опубликовал свои результаты лишь в 1816 г., дав формулу (в современных обозначениях) [c.79]

Вязкими обычно называют волны в вязкой среде, возбуждаемые колебанием стенки в своей плоскости. Возможное в этом слз чае точное решение уравнений гидродинамики показывает, что амплитуда возбуждаемой вязкой волны экспоненциально убывает по направлению нормали к колеблющейся стенке. На расстоянии б = (2v/(o) амплитуда волны убывает в е раз. Длина вязкой волны X = 2яб. При распространении акустической волны в направлении, параллельном плоскости стенки, влияние стенки на волну (из-за того, что скорость на стенке в вязкой среде должна обращаться в нуль, а вдали должна быть равна скорости в свободном поле) сказывается на расстояниях б. [c.210]

РАСПРОСТРАНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН КОНЕЧНОЙ АМПЛИТУДЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ [c.286]

Скорость отклика определяется скоростью распространения акустической волны s через поперечное сечение пучка. Время установления стационарного значения нелинейности показателя преломления /s = o/ s. [c.14]

В современных электронных устройствах при работе с сигналами высокой частоты в ряде случаев используются устройства, создающие запаздывание сигнала на определенный интервал времени. Длинная электрическая линия или волновод для этой цели мало пригодны, так как из-за большой скорости распространения электромагнитных волн потребовались бы очень громоздкие конструкции даже для относительно малых времен задержки. Скорость распространения акустических волн в твердых телах составляет всего несколько тысяч метров в секунду и это позволяет использовать в электронных схемах акустические линии задержки в соединении с электроакустическими преобразователями. [c.184]

Акустические колебания характеризуются частотой, интенсивностью и видом. Виды колебаний в основном определяются свойства-м5й упругой среды и способом их создания. В жидкостях и газах, обладающих упругостью объема, акустические колебания распространяются с одинаковой скоростью во всех направлениях. В твердых телах, характеризуемых помимо упругости объема еще и упругостью формы (сдвиговой упругостью) и неодинаковостью деформаций растяжение-сжатие по различным направлениям (для анизотропных тел), закономерности распространения акустических волн значительно сложнее. [c.140]

Третий и последний аспект акустической интерферометрии, который следует рассмотреть, связан с формой нормальных мод в процессе распространения акустических волн в трубе. Строго говоря, необходимо решить волновое уравнение для цилиндрического канала с жесткими стенками, на одном конце которого находится излучатель, являющийся источником гармонических колебаний, а на другом — отражатель. Метод Крас-нушкина [47], который в дальнейшем был развит Колклафом [c.107]

В рассматриваемых испытаниях распространение акустических волн исследовали как в пустой плети, так и в плети, заполненной водой. В системе АС-6А/М были установлены частотные фильтры на диапазон 10-200 кГц. Генерацию волн напряжения осуществляли с помощью сломов грифеля твердостью 2Н и диаметром 0,5 мм, вставленного в карандаш со специальной насадкой (источник Су-Нилсена). Сломы производили на разных расстояниях от приемников. Импульс акустической эмиссии фиксировал блок регистратора типа РАС-3 А. Согласно теоретическим представлениям, в данной конструкции должны существовать симметричная 502 и асимметричная АО моды, распространяющиеся со скоростями 5,4 и 3,3 мм/мкс соответственно. [c.198]

Изучение распространения акустических волн в объекте осуществляли путем возбуждения акустических импульсов при помощи источника Су-Нилсена. Датчики устанавливали на расстояниях 1,8 3 7 и 12 м. В месте сломов располагали приемник для запуска системы регистрации в момент слома грифеля. Измеряли время распространения сигнала от источника до приемника и его амплитуду. Импульс эмиссии регистрировали, используя прибор РАС-ЗА. [c.201]

Оценим величину сотахЯ=Узвй, где Иап = УС/р — скорость распространения акустических волн. В 5.1 мы получили г зв = 5-10 м/с. Если принять для твердых тел a=3-lQ м, то =л/ая=10 <> м и Штах, 5-Ю " -10 вяг5-Ю з с , ЧТО ПО порядку Величины соответствует частотам тепловых колебаний атомов в твердых телах. [c.147]

Скорость распространения акустической волны вдоль дискретной цепсгчки в отличие от скорости распространения волны вдоль упругой струны [см. формулу (5.6)] зависит от длины волны [c.148]

Акустические величины. Акустические волны в жидкостях или газах характеризуются одной из следующих величин изменением давления р, смещением и частиц из положения равновесия, скоростью V колебательного движения, потенциалом ф смещения или колебательной скорости [39]. Следует отличать изменение давления (в дальнейшем просто давление), связанное с распространением акустических волн, от среднего давления в среде. Все перечисленные величины взаимосвязаны v = grad (р, v = du/dt, р = —р (Эф/5/), где t — время р — плотность среды. [c.4]

Велосимметричный метод основан на разнице скорости распространения акустических волн в соединении с дефектами или без них, а резонансный — на изменении резонансной частоты ультразвуковых колебаний. [c.550]

IX пленок, имеющих хорошую морфологаю поверхности и кристаллич-)сть, на подложках с низким индексом отражения и высокой скорос-ю распространения акустических волн является крайне актуальной дачей. [c.487]

Рассмотрим распространение акустических волн малой амплитуды в невязком газе. Обозначая скорость частицы и отклонение давления от равновесного через Ui и р соответственно и определяя потенциал 1 5 так, что Ui = d ldxi vl р = —p d ldt (р — плотность газа в состоянии покоя), можно свести основные дифференциальные уравнения к уравнению [c.295]

Чтобы увеличить дифракционную эффективность и уменьшить присущую пучку расходимость, ячейки акустооптических дефлекторов часто удлиняют в направлении распространения акустической волны. При этом лазерный пучок фокусируется, образуя эллиптическое пятно, большая ось которого параллельна направлению удлинения ячейки. Такая фокусировка осуществляется цилиндрическими линзами (рис. 8). Плоскость, содержащая дифрагированный и недифрагированный лазерные пучки, параллельна как линии фокусировки, так и оптической оси системы линз. Поэтому ячейку акустооптического дефлектора, отклоняющего пучок вдоль координаты X, помещают на горизонтальной лиши фокусировки, [c.431]

Как установлено Хайном [З] ...исследование распространения акустической волны, в соединительных трубах находится в кругу текущих научных исследований в ядерной технике, например в случае охлаждаемых газом ядерных рёакторов, где тонкие топливные стержни подвешиваются единично или группами в вертикальных круговых топливных каналах. [c.61]

Триклинная система. В триклинных кристаллах полностью отсутствуют оси или плоскости симметрии. Прямоугольные сси X, Y, Z и их положительные направления для каждого класса триклин-ной системы единственным образом выбираются относительно ребер триклинной элементарной ячейки (см. рис. 70, ё). Положительное направление Z параллельно положительной с-оси и, следовательно, параллельно плоскостям (100) и (010) ось X перпендикулярна оси с и лежит в плоскости ас ось Y перпендикулярна плоскости (010) и образует правостороннюю систему координат с осями Z и X. Оба класса симметрии триклинной сингонии имеют полный набор независимых модулей упругости, т. е. 21 модуль Ф 0. Соотношения между скоростями распространения акустических волн и модулями триклинных кристаллов можно найти в работе [96]. [c.265]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...