Ультразвуковые фотографии

На рис. 173 приведена фотография ультразвукового интерферометра со стоячими волнами, а на рис. 174 — фотография этого прибора в разобранном виде. Пьезокварцевая пластинка, являющаяся источником ультразвука, прижимается к тонкому металлическому дну сосуда (мембране), внутрь которого наливается исследуемая жидкость. [c.270]

Эти фотографии дают наглядную физическую картину распространения волн мы видим на них наиболее типичные явления, характерные для волнового движения,— дифракцию, рассеяние, интерференцию, основные геометрические законы при падении и отражении волн от препятствий. Кроме того, зная частоту колебаний кварцевой пластинки, служащей излучателем ультразвуковых волн, и измеряя на фотографии расстояния между соседними сгущениями или разрежениями, т. е. длину волны ультразвука, легко определить скорость распространения ультразвука в жидкости. На рис. 179 приведена фотография ультразвуковых волн, излучаемых в вазелиновое масло кварцевой пластинкой толщиной 2 мм на своей [c.283]

Рис. 179. Фотография ультразвуковых волн, излучаемых кварцевой пластинкой среза X в вазелиновое масло. Пластинка совершает колебания на основной частоте, толщина пластинки 2 мм. Снято методом тёмного поля.

Рнс. 180. Фотография отражения и преломления ультразвуковых волн, падающих на границу раздела вазелинового масла и раствора поваренной соли. Волны падают на границу раздела справа. [c.284]

На рис. 186 приведены фотографии масляных фонтанчиков, полученных при колебаниях плоской и вогнутой кварцевых пластинок. Давление, создаваемое ультразвуком достаточной мощности, поднимает масло на несколько десятков сантиметров. При получении мощного ультразвука в сильной степени сказывается так называемое явление кавитации, которое в ряде случаев ставит предел излучаемой интенсивности ультразвуковых волн. В тех точках, где ультразвуковые волны создают наибольшее давление, при очень интенсивных колебаниях образуются пузырьки газа, состоящего из воздуха и паров жидкости. В момент отрицательной фазы давления, т. е. при наступлении разрежения в данном участке, происходит микроскопический разрыв жидкости, в который устремляются растворённые в жидкости газы и пар. Кавитация, или образование таких микроскопических разрывов внутри жидкости, возникает в воде, находящейся под атмосферным [c.289]

Рис. 193. Фотография изображения объекта с экрана ультразвукового микроскопа.

Увеличение изображения при помощи такой системы зависит от отношения линейных размеров кадров трубок 5 и 9 В принципе возможно весьма значительное увеличение. На рис. 192 приведена фотография ультразвукового микроскопа, на рис. 193 — фотография изображения металлических петель, погружённых в непрозрачную жидкость. Так как почти все тела в той или иной степени прозрачны для ультразвуковых волн, ультразвуковой микроскоп может найти очень большое практическое применение. [c.302]

На рис. 218 приведена фотография составных частей ультразвукового излучателя (приёмника) с применением пластинки сегнетовой соли среза чертёж этого излучателя дан на рис. 2 7,б. [c.335]

В прозрачных твёрдых телах можно наблюдать и дифракцию света на ультразвуке. Особенно хорошо удаётся наблюдать это явление в пластинке кварца, которая сама служит излучателем ультразвуковых волн. На рис. 251 приведена полученная С. Я. Соколовым фотография дифракции света на ультразвуковых волнах в кварцевой пластинке, колеблющейся с частотою 2,98 108 гч. Отметим, что кварцевая пластинка имела в данном случае основную частоту, равную 2,67-10 гц, т. е. колебалась на 1117-й гармонике. Дифракцию света в кристалле кварца удавалось наблюдать до частот 10 гц. [c.384]

По фотографиям ультразвуковых волн в прозрачных твёрдых телах, а также из наблюдений дифракции света на ультразвуковой решётке можно, как об этом мы говорили раньше, определить длину волны ультразвука и, зная частоту колебаний, найти скорость распространения ультразвуковых воли. Поскольку плотность образца известна, можно далее весьма точно вычислить модуль Юнга этого образца. [c.385]

Рис. 170. Фотография ультразвуковых волн, излучаемых кварцевой пластинкой среза X в вазелиновое масло.

На рис. 171 приведена фотография отражения и преломления ультразвуковых волн на границе вазелинового масла [c.280]

Рпс. 171. Фотография отражения и преломления ультразвуковых волн, падающих на границу раздела вазелинового масла и раствора поваренной соли. [c.280]

Очень интересные фотографии, показывающие дифракцию и рассеяние ультразвуковых волн на цилиндре, приведены на рис. 173 и 174. На первой фотографии мы видим систему интерференционных линий в виде парабол, возникающих вследствие интерференции падающих и отраженных (рассеянных) волн перед цилиндром. Ясно видно, как в результате дифракции на цилиндре волны проходят по оси в область тени, которая почти совсем отсутствует на второй фотографии, где диаметр цилиндра примерно равен длине ультразвуковой волны. В результате дифракции за цилиндром возникает система гиперболических интерференционных линий. Приведенные фотографии имеют много общего с фотографиями дифракции на щели и препятствии волн на поверхности воды (см. гл. I). [c.282]

Если вместо одного цилиндра установить в жидкости в виде частокола ряд цилиндров или проволочек так, чтобы они были на равных расстояниях друг от друга, то при прохождении ультразвуковых волн через эту систему мы получим дифракционную картину, фотография которой приведена на рис. 175. Такая система цилиндров представляет собой своеобразную дифракционную решетку. [c.282]

Если из пьезокристалла, например кварца, вырезать пластинку среза X и придать ей форму вогнутого зеркала, то при колебаниях такая пластинка будет обладать фокусирующими свойствами. Ультразвуковые волны будут концентрироваться в фокусе, расположенном на акустической оси. Такими пластинками пользуются для получения большой акустической мощности, сосредоточенной в фокусе. На рис. 184 приведены фотографии ультразвукового пучка в воде от вогнутого зеркала из кварцевой пластинки, полученные методом темного поля на этих фотографиях ясно виден эффект фокусировки. Фокусировка получается размытой одна из причин этого, кроме упоминавшихся выше, состоит в том, что вогнутая кварцевая пластинка не совершает строго радиальных колебаний. Скорость распространения продольных волн в кварце различна по различным направлениям относительно осей кристалла. По этой причине резонансные свойства изогнутой пластинки не так резко выражены, как у пластинки чистого среза X. Применяя излучатель вогнутой формы из керамики титаната бария, можно обойти эту трудность, если произвести предварительную поляризацию так, чтобы участки пластинки колебались строго радиально, т. е. в направлении радиуса кривизны пластинки. [c.309]

На рис. 220 показан результат действия интенсивного ультразвука (около 100 вт/см ) на кусок плексигласа. Нагревание этого куска при облучении за секунду привело к его оплавлению при этом фигура оплавления в некоторой мере повторяет характер ультразвукового поля. По приведенной фотографии можно, таким образом, судить о степени неоднородности ультразвукового пучка. Оплавление плексигласа представляет собой один из методов визуализации интенсивного ультразвукового поля. [c.363]

Частота посылок составляет обычно несколько десятков герц, так что за время от одного импульса до другого ультразвуковые волны, испытав ряд отражений от стенок образца, успевают затухнуть. Зная размеры образца и время развертки и наблюдая за картиной, появляющейся на экране электронного осциллографа, нетрудно определить скорость ультразвука. По спаданию амплитуды последующих отражений определяется поглощение. На рис. 284 приведена полученная С. Я. Соколовым фотография многократного отражения импульсов ультразвуковых волн в пластинке кварца [c.468]

В прозрачных твердых телах можно наблюдать и дифракцию света на ультразвуке. Особенно хорошо удается наблюдать это явление в пластинке кварца, которая сама служит излучателем ультразвуковых волн. На рис. 296 приведена полученная С. Я. Соколовым фотография дифракции света на ультразвуковых волнах в кварцевой пластинке, колеблю- [c.490]

На рис. 311 и 312 приведены две фотографии ), полученные методом темного поля. На первой из них четко видно излучение торцом пластинки, когда на нее падает ультразвуковой пучок, показанный стрелкой. В пластинке образуются стоячие волны высокого порядка ), которые [c.511]

Рис. 4.14. Фотография монокристалла алюминия, помещенного в пружинный держатель для измерения скорости звука методом отраженных ультразвуковых импульсов. Верхняя поверхность кристалла — это плоскость (110). К этой поверхности приклеен кварцевый преобразователь с металлическим. электродом для подачи высокочастотного электрического поля.

Для расчета усиления ультразвука в фокусе собирательной линзы необходимо учитывать, кроме волновых сопротивлений, такие факторы, как зависимость коэффициента прохождения волны через линзу от угла падения, от поглощения ультразвука в материале линзы, влияние нелинейных эффектов иа фокусирование ультразвука. С детальным расчетом ультразвуковых фокусирующих устройств можно познакомиться по недавно изданной книге И. И. Каг.езского [60]. ]-1а рис. 42 приведена теневая фотография ультразвукового пучка, сфокусированного акустической линзой. (1 (мне-вой метод ви 5уализации ультразвуковых полей сводится к просветлению участков среды с измененным о1 тнческим показателем преломления [12]. Поско.1ьку последний меняется в фазе с плотностью, т. е. с давлением, то теневая фотография, экспонируемая в течение времени, значительно превышающего период ультразвуковых колебаний, регистрирует общее просветление области среды, занятой ультразвуковым пучком, позволяя изучить его структуру и геометрию). [c.156]

На рис. 43 показаны полученные А. X. Вопилкиньш рентге-нолраммы сквозной трещины, расположенной в корне Х-образ-ного сварного шва, и ультразвуковые спектрограммы по указанным направлениям озвучивания. Эта трещина была ориентирована строго параллельно поверхностям, с которых производилось прозвучивание. Из фотографий видно, что при прозвучивании в направлениях 1 и 4, когда ось искателя совпадает с осью индикатрисы рассеяния дефекта, спектрограммы отражения имеют монотонный характер. Такой спектр позволяет отнести дефект либо к объемному, либо к плоскостному типу, по ориентированному перпендикулярно к лучу. Уточнение формы дефекта дает прозвучивание наклонным искателем (направле- [c.80]

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]

Фотографирование ультразвуковых волн. Во второй главе уже были описаны способы фотографирования звуковых волн. Подобным же образом очень хорошо удаётся произвести фотографирование ультразвуковых волн в жидкости. Ряд таких фотографий, полученных С. Н. Ржевкиным и С. И. Креч-мером, приведён ниже (рис. 179—184) ). [c.283]

На рис. 180 приведена фотография отражения и преломления ультразвуковых волн на границе вазелинового масла и раствора поваренной соли (внизу) граница двух сред точно соответствует нижнему краю тёмной полосы. На этой фотографии мы видим волны, отражённые от границы раздела, и волны преломлённые, проходящие из вазелинового масла в раствор поваренной соли. На рис. 181 дана фотография, показывающая фокусирующее действие цилиндрического зеркала на ультразвуковые волны. Поскольку длины ультразвуковых волн значительно меньше размеров зеркала, мы можем в этом случае пользоваться геометрическим понятием ультразвукового луча. Более внимательное наблюдение обнаруживает, однако налнчие дхоричных учей, возникающих благодаря интерференции падающих и отражённых волн. [c.287]

Очень интересные фотографии, показывающие дифракцию и рассеяние ультразвуковых волн на цилиндре, приведены на рис. 182 и 183. В первом случае диаметр цилиндра равен 10 мм, а длина ультразвуковой волны составляет А = 1,8 л-и на второй фотографии диаметр цилиндра равен 1,8 мм, а длина волны =, мм. На первой фотографии мы видим систему интерференционных линий в виде парабол, возникающих вследствие интеференции падающих и отражённых (рассеянных) волн перед цилиндром. Ясно видно, как в результате дифракции на цилиндре волны проходят по оси в область тени, которая почти совсем отсутствует на второй фотографии, где диаметр цилиндра примерно равен длине ультразвуковой волны. В результате дифракции за цилиндром возникает система гиперболических интерференционных линий. Приведённые фотографии имеют много общего с фотографиями дифракции на щели и препятствии волн на поверхности воды (см. главу первую). [c.287]

Рис. 197. Фокусировка ультразвукового пучка в воде плосковогнутой линзой из плексигласа (частота 8 мггц, фотография получена методом тёмного поля).

Первые точные измерения глубин были осуществлены в 1918 г., когда знаменитый французский учёный П, Ланжевен применил пьезокварцевый излучатель и приёмник и перешёл от звуковых колебаний к ультразвуковым волнам. На рис. 213 изображён чертёж излучателя (и одновременно приёмника) ультразвуковых колебаний, применённого Ланжевеном для измерения глубины моря, а на рис. 214 приведена фотография пьезокварцевого излучателя (приёмника) [c.331]

На рис.. 176 приведена фотография ультразвукового пучка в воде от плоской кварцевой пластинки, полученная методом темного поля без применения стробоскопирования. На ней видно, что пучок не представляет собой однородного ультразвукового поля отметим, что разные кварцевые пластинки дают существенное различие в степени однородности поля, поэтому в тех исследованиях, где предъявляются особые требования к получению однородного поля, требуется выбрать подходящую пластинку. Приведенная фотография относится к случаю, когда пластинка излучает сравнительно большую акустическую мощность (несколько вт/см )-, при больших интенсивностях неоднородности пучка [c.282]

Периодическая структура ультразвуковых волн моно-хроматизирует дифрагированный свет. Это хорошо видно на третьей и четвертой строке фотографии. Оба спектра на рис. 297, в и г получены приодной частоте ультразвука, но при разных углах Брэгга, поэтому на одном из них видна только [c.492]

Описанная методика может быть с успехом применена в животноводстве для определения степени упитанности животных. На рис. 49 показаны первые результаты — полученный при помощи ультразвукового прибора разрез части туши быка. Хорошо виден слой подкожного жира, равно как и жировые вкрапления в мрлшечной ткапи. По приведенной фотографии можно сразу получить представление о сортности мяса. [c.86]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...