Световое и звуковое изображение

Конденсорная линза 0 освещает экран В и создает изображение лампы 1 в полости объектива Од, отображающего отверстия на экране 5. В ванне с жидкостью при помощи кварца Q возбуждается звуковая волна. По обеим сторонам световых точек, образованных на экране 5 светом, прошедшим сквозь звуковую волну, появляются диффракционные спектры, причем соединяющая их линия лежит в направлении распространения звуковой волны. Таким образом, мы получаем на экране как бы изображение всей звуковой волны. [c.192]

Тем не менее можно создать и звуковые и световые волны, имеющие одинаковую длину волны, так называемые монохроматические волны. В этом случае они совершенно подобны волнам, изображенным на рис. 1. Так, на рис. 2 показана пространственно однородная картина звуковых [c.12]

Голография предоставляет необычную возможность трехмерного видения в звуковых [49] и радиоволнах [31, 64—66] ). Простая идея такой визуализации основана на том, что интерференционные картины различных волновых полей тождественны друг другу, если длины волн одинаковы. Однако, вообще говоря, для наблюдения неискаженного трехмерного изображения равенство длин волн необязательно. Если запись проведена с помощью излучения с большой длиной волны Xi, а восстановление с помощью светового излучения с малой длиной волны Яз, [c.311]

В ФРГ разработаны и успешно применяются несколько типов зондовых дефектоскопов. Принцип действия их весьма несложен. Так, в одном из дефектоскопов дифференциальный зонд вращается вокруг. детали, причем получаемые сигналы подаются на экран осциллографа на пластины вертикального отклонения). Частота горизонтальных отклонений луча синхронизирована с частотой вращения зонда, в результате чего полное отклонение луча по горизонтали соответствует периметру детали (по пути обхода зонда). При превышении определенной (регулируемой) высоты изображения потока рассеяния автоматически срабатывает звуковая или световая сигнализация. Дефектоскоп обладает высокой чувствительностью. [c.202]

Изображение звуковой волны повернуто относительно фронта падающей волны на угол, близкий к 90°, и может наблюдаться с помощью оптической системы, установленной по направлению светового потока. Изображение формируется с уменьшением в М-крат, где М = PQ/P Q = В изображении сохра- [c.214]

Например, сжатие ЛЧМ-сигнала во времени может быть осуществлено с помощью устройства, изображенного на рис. 13.19. Принцип действия его основан на том, что углы рассеяния света, прошедшего через различные участки звукового поля, обратно пропорциональны длине волны звука. Поэтому весь дифрагированный свет практически одновременно попадает на вход фотоприемника, что и влечет за собой сжатие ЛЧМ-сигнала. Коэффициенты сжатия для устройств подобного типа составляют - 100 [6, 56]. Для сравнения вспомним, что в акустоэлектронных фильтрах с апериодическими отражательными решетками (см. 4 гл. 12) этот параметр достигает нескольких десятков тысяч. Используя нелинейность характеристики фотоприемника, можно получить функцию свертки двух противоположно направленных акустических сигналов [571. Для этого на кристалл нужно направить пучок света и выделить с фотоприемника дифрагированный световой сигнал на двойной частоте. Согласно [57] вносимые потери устройства, использующего дифракцию на поверхностных акустических волнах, составляли 44 дБм, что вполне сопоставимо с эффективностью акустоэлектронных устройств свертки на основе токовой нелинейности (см. 7 гл. 12). Для повышения конкурентоспособности акустооптических процессоров необходимы дальнейшие поиски материалов с высокими фотоупругими свойствами. Определенные возможности здесь открывает использование взаимодействия света с волнами пространственного заряда, сопровождающего распро- [c.365]

Наряду с таким косвенным характером получения изображения существенное отличие от получения оптического изображения заключается еще и в том, что длины звуковых волн по порядку величин близки к параметрам отображаемых структур (или немного меньше них), тогда как длины световых волн меньше этих параметров в 1000—10000 раз. Поэтому при оптическом получении изображения основную роль играет рассеянный свет, тогда как при акустическом отображении определенное значение имеют также и зеркально отраженные звуковые волны, а на переднем плане находятся явления дифракции. Поэтому оптическое и акустико-оптическое изображение одного и ТОГО же объекта существенно различаются между собой. Например, поверхность, представляющаяся при оптическом изображении шероховатой, в ультразвуковом изображении может выглядеть совершенно гладкой. [c.292]

На фиг. 237 приведена фотография, где идущая слева звуковая волна падает на алюминиевую призму и отклоняется от первоначального направления вследствие того, что скорость звука в алюминии больше, чем в жидкости. Уменьшение числа диффракционных спектров у отдельных световых точек одновременно дает представление об уменьшении интенсивности звуковой волны в результате поглощения в жидкости. На фиг. 238 изображен случай падения волны из ксилола в воду под углом 35,5°. Отчетливо видны отраженный и преломленный звуковые лучи. Угол преломления может быть легко измерен, и на основании вели- [c.192]

При отображении обычным методом изображения освещенного отверстия диафрагмы сквозь колеблющийся куб на экран получаются чрезвычайно характерные диффракционные фигуры. Для изотропных веществ форма этих фигур зависит исключительно от упругих постоянных колеблющегося тела, а для неизотропных—еще и от направления светового пучка. Получающиеся диффракционные фигуры, однако, совершенно не зависят от формы колеблющегося тела безразлично, будет ли это куб, прямоугольный параллелепипед, цилиндр или призма. Это объясняется тем, что длина звуковых волн, определяющих диффракцию, имеет величину порядка 0,1—0,01 мм и, следовательно, ничтожно мала по сравнению с размерами колеблющегося тела. Поэтому граничными условиями здесь можно пренебречь и считать рассматриваемое тело бесконечно протяженным. [c.346]

Ультразвуковые стробоскопы различным образом использовались для измерений скорости света. Если, например, в устройстве, изображенном на фиг. 442, передвигать призму в направлении падающего на нее света, то изменяется длина пути, проходимого световым лучом между первым и вторым пересечениями звуковой ячейки. Если наблюдать выходящий из ячейки свет, то, передвигая призму, можно обнаружить периодически чередующиеся максимумы и минимумы. [c.408]

Оптический фотоэлектронный сигнализатор предназначен для подачи звукового или светового сигнала в момент появления на поверхности образца первой трещины усталости. Принцип действия прибора основан на изменении коэффициента оптического отражения гГоврежденной и неповрежденной поверхностей металла. Разработанное устройство (рис. 122) состоит из оптической системы 4, фотоэлектронного умножителя 5, осветителя /, поискового механизма <3, блока питания и усиления 2 . Назначение оптической системы (рис. 123) —увеличение изображения микроплощадки рабочей части поверхности образца для повышения чуиствительности устройства и проектирования изображения на плоскость диафрагмы фотоэлектронного умножителя 5. Оптическая система состоит из объектива I и окуляра 3 микроскопа. Промежуточное изображение 2 находится впереди переднего фокуса окуляра Fqk (в отличие от обычных микроскопов, где промежуточное изображение находится за передним фокусом окуляра), что дает возможность получить не мнимое, а [c.184]

Перечисленные факторы, влияющие на качество аку-стнч. голограмм и изображений, достаточно полно характеризуют гл, обр. техн. возможности самой голо-1 рафич. системы, но не акустич. изображение. Дело в в том, что оптнч. и акустич. изображения одного и того же предмета могут существенно отличаться друг от друга, поскольку механизмы взаимодействия звуковых н световых волн с веществом могут быть совершенно различными. Предмет может идеально отражать световые волны, но полностью поглощать акустические, и наоборот. На этом различии основано действие акустич. голография, микроскопов, предназначенных для исследования структуры клеток, к-рые без введения контрастной жидкости прозрачны для световых волн, но хорошо поглощают У 3-колебания. [c.514]

Перейдем теперь к пепосредственно интересующей нас задаче. Ультразвуковые колебания высокой частоты могут распространяться в виде узких направленных пучков, аналогичных световым лучам. Эти звуковые лучи подчиняются законам геометрической оптики. Такое сходство свойств звуковых и световых лучей явилось основанием для разработки методики получения звуковых изображений предметов, находящихся в средах, непрозрачных для световых лучей. [c.92]

Получение звуковых изображений и их визуализация являются очень мощным методом изучения структуры оптически непрозрачных сред. Развитие этого метода находится пока в начальной стадии, техника его далека от совершенства звуковые изображения пока еще сильно уступают привычным нам световым изображениям. Но не следует забывать, что и первые телевизионные изображения, полученные при помощи диска Нипкова и неоновой лампы, были совершенно не похожи на то, что мы наблюдаем на экране современного телевизора. А ведь со времени первых телевизионных опытных передач прошло всего 25 лет Есть все основания надеяться, что метод звуковых изображений, который существует только несколько лет, будет интенсивно развиваться, а качество самих изображений — улучшаться. [c.106]

Малость длины волны обусловливает лучевой характер распространения УЗ-вых волн. Даже при относительно небольшой величине характерного размера D параметр Р для среднего и высокочастотного диапазонов УЗ невелик, из чего следует, что вблизи излучателя УЗ-вые волны распространяются в виде пучков, поперечный размер к-рых сохраняется близким к размеру излучателя. Попадая на крупные препятствия или неоднородности в среде, такой пучок (УЗ-вой луч) испытывает регулярное отражение и преломление. При попадании УЗ-вого луча на малые препятствия или дефекты возникает рассеянная волна, что позволяет обнаруживать в среде весьма малые неоднородности, порядка десятых н сотых долей мм. Отражение и рассеяние УЗ на неоднородностях среды позволяют формировать в оптически непрозрачных средах звуковые изображения предметов, используя звуковые фокусирующие системы (см. Фокусировка звука) тюдобно тому, как это делается с помощью световых лучей. Сам процесс фо- [c.10]

Этот метод был описан в разделе 8.6 (рис. 8.18, дифракция Рамана — Ната). Вместо упоминавшегося там фотоэлемента для получения электрического сигнала отклоненный луч может быть также отброшен и на экран. В таком случае способ может быть использован для визуализации звуковых полей. При использовании импульсов неподвижное изображение может быть получено [1116] стробоскопическим освещением и синхронизацией с передатчиком. Изменением промежутка времени между звуковым п световым импульсами звуковой импульс может быть сделан видимым в различных местах своего иути. [c.296]

Для получении оптического изображения его пространство освещается стробоскопически. При правильном сдвиге фаз между взаимно синхронизированными звуковыми и световыми импульсами центры звукового изображения могут быть сделаны видимыми как светящиеся места на темном фоне пространственного экрана методами шлирен-оптики или при помощи эффекта фотоупругостн. Акустическая система линз фокусирует отраженные ультразвуковые нмпульсы в однозначно определенных местах. Ввиду более высокой чувствительности шлирен-оптическим методам получения изображения отдается предпочтение несмотря иа значительно повышенные затраты. [c.298]

Выше при определении параметров акустооптических дефлекторов мы предполагали, что среда является изотропной. Используя дву-лучепреломляющие среды, можно существенно увеличить полосу, а значит, и число разрешимых элементов дефлектора. Рассмотрим изображенную на рис. 10.7 диаграмму акустооптического взаимодействия, в которой плоскость рассеяния (т. е. плоскость векторов кик ) перпендикулярна с-оси одноосного кристалла. Акустический пучок падает таким образом, что для центральной рабочей частоты /q волновой вектор к дифрагированной волны перпендикулярен звуковому волновому вектору Kq. Как мы показали в гл. 9 и в предыдущем разделе, условие Брэгга может выполняться в широком диапазоне частот без использования сильно расходящихся (или управляемых) акустических пучков. Из рис. 9.6 видно, что для широкого диапазона акустических частот угол падения остается почти постоянным, в то время как угол дифракции сильно изменяется. Поскольку в широком диапазоне частот звуковой волновой вектор приблизительно перпендикулярен дифрагированному пучку, падающий световой пучок должен отвечать моде с более высоким значением показателя преломления. В отрицательных одноосных кри- [c.414]

Обычно для передачи сообщений (например, по радио или телевидению) используют несущую волну высокой частоты, которую модулируют во времени по амплитуде или фазе существенно более визкими частотами (например, звуковыми частотами при передаче речи или музыки). В спектре модулированной волны по обе стороны. от несущей частоты возникают боковые полосы , которые и содержат весь объем передаваемой информации. Для получения ин- формации приемник должен по возможности полно воспринять их. ). Оптическое изображение также можно интерпретировать как передачу информации. В этом случае отображаемый объект осуществляет пространственную модуляцию световой волны, вызывая появление дифрагировавших волн. Эти отклоненные на разные углы волны, подобно боковым полосам при временной модуляции, гйесут информацию о структуре объекта, о его пространственных гармониках. Информация передается тем точнее, чем полноценнее используется частотный спектр при временной модуляции и угловой " спектр — при пространственной. [c.377]

Ультразвуковой микроскоп . Мы знаем, что звуковые р ультразвуковые колебания при помощи микрофона и пьезоэлектрических и магнитострикционных приемников можнс преобразовать в колебания электрические. Известно также, что электрические колебания можно превратить в световое изображение, как это делается, например, в телевидении Отсюда возникает мысль, нельзя ли при помощи звука илр ультразвука видеть те или иные предметы Другими словами, нельзя ли при помощи звуковых или ультразвуковьи волн осуществить звуковидение [c.316]

Применения К.э. Конденсатор Керра, помещенный между двумя скрещенными поляризационными призмами, пропускает или не пропускает свет, в зависимости от величины наложенного поля. При этом с точностью по крайней мере до 10" ск. К. э. следует без задержки и затягивания за изменениями поля. Налагая на конденсатор переменное поле с большой частотой, получаем чрезвычайно быстро и точно работающий прерыватель для света. На этом основано все расширяющееся применение К. э. при физич. измерениях и в технике. Конденсатор Керра с громадными преимуществами заменяет зубчатое колесо Физо при измерении скорости света (Гавиола и Миттельштет (. С помощью К.э. может быть точно измерено ничтожное время порядка 10 ск., протекающее между моментом поглощения света и вторичным излучением его в виде флуоресценции. При помощи конденсатора Керра можно модулировать световую волну и получить искусственное уширение или расщепление спектральных линий (Рупп, Бром-.10Й). В технике К.э. применяется с успехом при передаче изображений на расстояние, при телевидении и в кнно звуковом (си. ). [c.61]

Оба вида приборов могут быть контактные и бесконтактные. Контактные имеют наконечник в виде иглы со сферическо измерительной поверхностью. Движение иглы при скольжения по поверхности передается в увеличенном масштабе на преобразователь и реги-стрируюш,ее счетное устройство или на экран, либо иа чувствительную ленту. В бесконтактных приборах чувствительным элементом большей частью являются световые лучи, которые дают интерференционную картину поверхности или же изображение на чувствительном экране. Суш,ествуют еще приборы бесконтактного действия, использующие пневматику, звуковое отражение либо изменение электрической емкости. Но бесконтактные приборы широкого распространения пока не получили.. [c.329]

У 3-вое изображение предмета, находящегося в непрозрачной для света среде, к-рое затем превращается в видимое (см. Звуковизор). Для акустооптич. преобразования используются различные способы визуализации звуковых полей. Простейшим из них является способ сканирования звукового поля пьезоэлектрич. приёмником с последующим электронно-оптич. преобразованием. Применяется также взаимодействие световых лучей с УЗ и, в частности, дифракция света на УЗ. В новейших способах звуковидения и визуализации звуковых полей используются методы акустич. голографии. Кроме того, для визуализации используются различные вторичные эффекты в звуковом поле типа воздействия на протекание химич. реакций. [c.18]

Протяженный преобразователь посылает в контролируемый предмет, имеющий дефекты, короткие звуковые импульсы. Эхо-импульсы проходят на обратном пути преобразователь и объединяются акустической системой линз в точное пространственное изображение дефектных мест на объемном экране. Фокусировка звуковых волн с помощью акустических линз осуществляется в принципе так же, как фокусировка световых волн с помошью оптических лииз. Однако созданию хорошей акустической сис- [c.297]

Для этой цели Каннуна получает изображение множества щелей, расположенных друг над другом, причем световые лучи от щелей проходят сквозь жидкость, в которой происходит диффузия. Одновременно в жидкости перпен> дикулярно к направлению диффузии распространяется звуковая волна. По расстоянию между диффракционными максимумами отдельных щелей может быть определена скорость звука в соответствующем слое, а отсюда и коэффициент диффузии, если известно соотношение между скоростью звука и концентрацией. Пробные опыты с метиловым спиртом дают возможность считать этот метод достаточно перспективным. [c.193]

В обоих упомянутых выше методах (Гидемана с сотрудниками и Номото) для получения изображения ультразвуковых волн применялся строго параллельный пучок света. Однако хорошее изображение стоячих ультразвуковых волн можно получить также очень простым способом без применения оптических устройств, если использовать расходящийся пучок световых лучей (Бергман и Гёлих [243, 2441). На фиг. 245 представлена схема используемой при этом установки. Источником света служит небольшая 4-ваттная лампа с прямой нитью накала (длиной 12 мм). Для затемнения бокового света она помещается в предохранительный кожух с ирисовой диафрагмой на передней стенке. Лампа находится на расстоянии а, равном нескольким сантиметрам, от кюветы Т с жидкостью, в которой возбуждается звуковая волна. Нить накала лампы расположена параллельно фронту звуковой волны. С другой стороны от кюветы на расстоянии Ь помещается экран 5 . При возникновении в кювете стоячей волны на экране появляются светлые и темные полосы. [c.199]

Теорию диффракции света на пространственной решетке ультразвуковых волн разработали Фюс и Лудлоф [674]. Мы познакомимся с ней подробнее в гл. V. Здесь укажем только, что, согласно теории диффракции света на ультразвуковой пространственной решетке в жидкости, диффракционная картина первого порядка изображается в виде простой окружности. Примером может служить яркая окружность на фиг. 250, б. Соотношение с=ЛЛ//л связывает радиус этой окружности г с величиной скорости звука с в жидкости, звуковой частотой Д длиной световой волны Л и расстоянием А от плоскости изображения до центра кюветы. Это соотношение переходит в приведенную выше формулу (146) для диффракции света на плоской звуковой волне, если величину г заменить расстоянием первого диффракционного максимума от центрального максимума. Остальные окружности на фиг. 250, б являются диффракционными спектрами высших порядков. Здесь отчетливо выступает явление многократной диффракции. Каждая точка яркой внутренней окружности вследствие диффракции на пространственной решетке становится центром новой окружности. Огибающую этих вторичных окружностей—окружность с радиусом 2г— можно рассматривать как диффракционный спектр второго порядка по отношению к центральной точке. [c.203]

При получении изображения звукового поля в жидкостях при помощи диффракции света наблюдается зависимость абсолютной освещенности от угла диффракции в газах, помимо этого, наблюдается еще и относительное уменьшение освещенности, зависящее от угла между направлением распространения звуковой волны и направлением падающих световых лучей. Подобного рода явление возможно лишь в том случае, если на больших расстояниях от излучателя диффракционное отклонение си 1ьнее, чем вблизи от него. Причина этого явления лежит в деформации звуковой волны, частично обусловленной акустическим ветром, создаваемым колеблющимся кварцем. В газах благодаря большой скорости акустического ветра этот эффект значительно больше, чем в жидкостях. Газовые потоки, сообщая дополнительную скорость звуковой волне, приводят к постепенному искажению ее фронта, порождающему указанные изменения угловых соотношений. [c.332]

Схематическое изображение подобного устройства представлено на фиг. 441. Изображение щели 5j, освещаемой источником света В, при помощи линз 2 проектируется на щель S , которая может быть закрыта непрозрачным экраном. Между линзами L и где световые лучи распространяются параллельно друг другу, помещается наполненный жидкостью сосуд F кварц Q излучает в жидкости звуковые волны, отражающиеся от отражателя R, расстояние до которого может регулироваться достаточно точно. Модулированный свет воздействует на фотоэлемент Р. Если этот фотоэлемент включен параллельно колебательному контуру приемника с обратной связью, настроенного приблизитель- [c.406]

Для получения неискаженной модуляции нужно обращать особое внимание на получение действительно стоячей волны, что достигается точной установкой отражателя. Диффракция света имеет место и при наличии бегущей волны, однако пульсация света с частотой 2/ в этом случае отсутствует (см. гл. III, 4, п. 2). Образование стоячей волны зависит далее от однородности излучаемого кварцем звукового поля. Эту однородность можно контролировать теневым методом и, Как показал Мэркс, ее можно корректировать в широких пределах установкой отражателя и напряжением на кварце. Целесообразно возбуждать кварц на частоте, несколько меньшей его собственной частоты. При желании изменять частоту стробоскопиро-вания 2/ путем изменения настройки излучателя возникает необходимость перемещения отражателя, обеспечивающего получение стоячей волны. Поэтому такую перестройку нельзя осуществить очень быстро. Это, однако, оказывается возможным, если, согласно Джакомини [703, 704], применять для диффакции света не стоячую звуковую волну, а две бегущие волны, распространяющиеся в противоположных направлениях и последовательно пронизываемые световым пучком. Для этой цели можно использовать, например, ультразвуковую ячейку, изображенную на фиг. 290. [c.407]

Фиг. 451. Характеристики ультразвуковой ячейки, изображенной на фиг. 450. а—зависимость отнсшения / // от приложенного к кварцу переменного напряжения (/ —прошедший сквозь ячейку световой поток нулевого порядка, /о—общий световой поток, падающий на ячейку), б—зависимость коэффициента модуляции света М (пунктирные кривые) и коэффициента гармоник К (сплошные кривые) от коэффициента модуляции звуковой волны гп при двух значениях напряжения высокой частоты.

ВЙД НОСТЬ (устар.), то же, что спектральная световая эффективность. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ЗВУКОВЙХ ПО-ЛЁЙ, методы получения видимой картины распределения величин, характеризующих звуковое поде. В. з. п. применяется для изучения звук, полей сложной формы, для целей дефектоскопии и медицинской диагностики, а также для визуализации акустич. изображений предметов, к-рые получены либо с помощью акустич. фокусирующих систем (звук, оптика), либо с помощью голографии акустической. Простейший пример В. з. п.— Хдадни фигуры. [c.76]

Волны, изображенные на рис. 1, являются до некоторой степени необычными. Во-первых, они чрезвычайно упорядочены, во-вторых, они имеют одну и ту же длину волны. А вот если бы подул сильный ветер, то на той же поверхности пруда нам пришлось бы увидеть волны самой различной длины, распространяющ иеся, вообще говоря, в самых различных направлениях, что создало бы крайне неупорядоченную волновую картину. Точно так же д для других типов волнового движения, в частности для движения звуковых и световых волн, единообразие волн (одинаковая длина волны) —явление не обычное. Например, любой [c.11]

Если бы волны, изображенные на рис. 39, были не звуковыми, а световыми монохроматическими волнами и если оы они исходили их дЛинных ДсЛсИ, Перпендикулярных [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...