Электрическое поле излучателя

Для того чтобы источник испускал достаточно монохроматическое излучение с хорошо воспроизводимой средней длиной волны, нужно по возможности устранить все причины, возмущающие излучение. Свечение должно вызываться в парах низкого давления во избежание возмущений вследствие соударений атомов и при небольшом разрядном токе для ослабления возмущающего действия электрических полей (эффект Штарка), обусловленных электронами и ионами пара при значительной их концентрации. Наиболее трудно устранить влияние эффекта Допплера (см. 128), вызванного тепловым движением излучающих атомов, и осложнения, связанные со структурой излучающих атомов. Для ослабления эффекта Допплера желательно иметь в качестве излучателя вещество с атомами возможно большей массы, обладающее необходимой упругостью пара при возможно низкой температуре (см. 22). Сложность излучаемых [c.143]

В практике ультразвуковой дефектоскопии металлов применяют ультразвуковые колебания частотой от 0,5—0,8 до 5 МГц. Для получения ультразвука таких частот используются генераторы электрических колебаний, являющиеся источниками переменного тока, и специальные излучатели. Основной частью излучателя является пьезоэлектрический преобразователь, представляющий собой пластину, изготовленную из монокристалла кварца или из кристаллических соединений — титаната бария, сульфата лития, цирконат-титаната свинца и других, обладающих пьезоэлектрическим эффектом. Пьезоэлектрический эффект заключается в появлении электрического заряда на гранях кристалла при приложении механического напряжения— прямой эффект. Существует и обратный эффект—приложение электрического поля вызывает механическую деформацию расширения или сжатия в зависимости от знака поля. [c.117]

Обычно оптическая нелинейность среды связывается с ангар-монизмом колебаний элементарных излучателей (атомов и молекул). Однако поскольку зависимость электрического поля от расстояния до зарядов нелинейна, даже при гармоническом движении зарядов электрическое поле в данной точке наблюдения меняется со временем не гармонически, что означает излучение [c.9]

Следовательно, излучатель А создает в точках Si и S2 электрические поля (см. рис. 24) [c.81]

Измерение величины отдачи с помощью приемника ультразвука, помещенного вне луча ультразвуковых волн частоты со, модулированных частотой Q, и настроенного на частоту модуляции, позволяет определить резонансные характеристики излучателей. В этом случае при изменении несущей частоты со и при постоянной частоте модуляции Q электрическое напряжение на выходе приемника меняется в соответствии с резонансной кривой излучателя. При этом абсолютная градуировка поля излучателя может быть проведена описанным выше способом с использованием соотношения (34). [c.368]

Способам измерения отвечают конкретные режимы преобразования. Так, приложению электрического поля (приводящему к механической деформации) соответствует измерение коэффициента й при обратном пьезоэффекте, а деформированию кристалла с возникновением электрического заряда — измерение коэффициента е при прямом пьезоэффекте и т. д. Следовательно, если требуется получить, например, высокое электрическое напряжение под действием механических напряжений, необходимо использовать кристаллы с наибольшими коэффициентами такие требования предъявляются, в частности, к пьезоэлектрическим приемникам звука и ультразвука. Эффективные деформации под действием электрического поля возникают в кристаллах с наибольшими коэффициентами й такие кристаллы используют, например, при создании излучателей звука и ультразвука. Для измерения деформации электрическими методами выбирают кристаллы с наибольшими коэффициентами к или е (пьезоэлектрический сейсмограф, пьезоэлектрический звукосниматель и т. д.). [c.129]

Для возбуждения поперечных поверхностных волн на излучатель подавались электрические импульсы прямоугольной формы с синусоидальным заполнением. При указанной геометрии образца и электродов электрическое поле вызывало вследствие пьезоэффекта механические сдвиговые колебания поверхности, параллельные оси z. Длительность и частота заполнения менялись в пределах 1—3 мкс и 1,7—3,3 МГц соответственно. Сигналы с приемника подавались на усилитель и регистрировались на экране осциллоскопа. Типичная последовательность импульсов, наблюдающаяся на экране осциллоскопа, изображена на рис. 3.29. Максимальное время пробега импульсов в образце, при котором их еще можно было выделить на фоне шумов, составляло 600 мкс, что соответствовало пути пробега —1,5 м, [c.264]

Предположив, что на искусственном спутнике Земли антенна выполнена в виде элементарного электрического излучателя, определить ориентацию излучателя, при которой напряженность электрического поля в точках на поверхности Земли под спутником и на расстоянии 1000 км одинакова. Высота полета спутника 100 км. Кривизной поверхности Земли пренебречь. [c.166]

Определить напряжение в щели элементарного щелевого излучателя длиной 5 см, если в точке с координатами г = 1 км, в = = я/2 напряженность электрического поля = 10 В/м. Частота колебаний 10 Гц. [c.166]

Оценить максимальное значение напряженности электрического поля при оптимальном расположении излучателя. [c.168]

Ввиду сказанного волна, возбуждаемая каждым отдельным излучателем, является сферической. Вводя в точке размещения к-то источника локальную сферическую систему координат (г , полярная ось которой совпадает с направлением элемента токи, на основании принципа суперпозиции можно записать выражение для напряженности электрического поля в точке наблюдения Р [c.172]

Пьезоэлектрический эффект зависит от состояния вещества кристалла. При механической деформации материала на поверхностях кристалла появляются электрические заряды противоположного знака. Значения зарядов пропорциональны значению деформации, а полярность изменяется при смене сжатия па растяжение (и наоборот). Соответственно приложенное электрическое поле приводит к пропорциональной механической деформации кристалла, которая меняет свой знак с изменением полярности электрического поля. В первых образцах гидроакустических преобразователей, применявшихся как в качестве гидрофонов, так и излучателей, использовались пьезоэлектрические свойства кварца и кристаллов сегнетовой соли. [c.62]

Пьезоэлектрические излучатели генерируют ультразвуки с частотами до 50 МГц. В основе действия этих излучателей лежит явление, заключающееся в том, что некоторые кристаллы, например кварц, изменяют свои линейные размеры под действием электрического поля. Пластинка из такого пьезоэлектрика ) в переменном электрическом поле совершает вынужденные механические колебания, генерирующие ультразвуки. [c.324]

Составляющие электрического поля, создаваемого описанными выше излучателями, могут быть определены по формулам [c.193]

Поскольку подводные электроакустические излучатели работают в водной среде при воздействии в большинстве случаев значительных гидростатических давлений и напряженностей электрических полей, а также вызываемых ими статических и динамических механических напряжений, весьма важной характеристикой каждого преобразователя-излучателя является его надежность. [c.17]

В этих излучателях преобразование электрической энергии в акустическую происходит вследствие периодического изменения магнитной энергии в воздушном зазоре между магнитной системой и упругим элементом (пластиной) механической колебательной системы. Смещение упругого элемента механической колебательной системы вызывают механические силы, возникающие при изменении магнитной энергии в зазоре. Колебания упругого элемента могут происходить с частотой электрического поля или с частотой в два раза ее превышающей. В первом случае электромагнитный преобразователь называется поляризованным [c.133]

Первый из них основан на генерации электрической энергии в результате работы, совершаемой продуктами радиоактивного распада (заряженными частицами) против сил электрического поля. Электрическая энергия в таком устройстве получается непосредственно, без преобразования других видов энергии. По конструкции эти батареи представляют собой две концентрические или парал-лельныеповерхности, разделенные зазором, который может быть или отвакуумирован, или заполнен диэлектриком. Одна из поверхностей, на которую наносится радиоактивный изотоп, служит излучателем, а другая — коллектором. Электроны, испускаемые излучателем, собираются на коллекторе и заряжают его отрицательно по отношению к излучателю. Максимальная разность потенциалов на электродах ограничивается энергией заряженных частиц и обычно достигает нескольких киловольт. Сила тока батареи зависит от интенсивности радиоактивного источника. [c.142]

При получении ультразвука большой интенсивности кварцевая пластинка обычно помеш ается в жидкий диэлектрик (трансформаторное масло или другое изолпрую-ш ее масло). Электрическая прочность не особенно тш а-тельно очищенного трансформаторного масла, часто используемого в качестве жидкого изолятора, при постоянном напряжении составляет (1ч-2)-10 в/сж. Как следует из сказанного ранее, эта прочность на два порядка ниже электрической прочности кварца и практически определяет максимально возможные экспериментальные интенсивности ультразвука [8, 10, И]. При тш ательной очистке масла от газообразных, жидких и твердых загрязнений пробивные напряжения удается повысить в несколько раз так обычно и делается при получении больших мощностей. Помимо этого, излучатели мощного ультразвука, как правило, имеют ряд конструктивных особенностей, снижающих опасность электрического пробоя. Форма и расположение электродов выбираются такими, чтобы не было опасных локальных повышений напряженностей электрического поля и чтобы расстоянир между электродами в жидком диэлектрике было по возможногти большим. [c.357]

Эти соображения о 1 странственной когерентности в комбинации с тем, что было раньше (см. 26) сказано о временной когерентности, свидетельствуют о сложности явления частичной когерентности. Адэкватное описа1ше этого явления возможно лишь в рамках общей теории случайных процессов (см. 30). Связь явления частичной когерентности с теорией случайных процессов обусловлена физической природой излучения. В каждой точке напряженность электрического поля волны является суперпозицией напряженностей электрических полей от м ногих независимых излучателей, частоты, амплитуды и фазы волн от которых междо собой не связаны. Поэтому суммарная напряженность электрического поля не представляет собой мино-хроматического излучения, а изменение амплитуд и фаз этого излучения имеет случайный характер. [c.166]

Из рис. 16 видно, что давление возрастает с ростом напряжения нелинейно. Загиб кривых может быть объяснен уменьшением константы Я, а также увеличением механических потерь. На рис. 17 можно видеть уменьшение т]э а с ростом интенсивности излучаемого звука. (Интенсивность оценивалась по величине потребляемой мощности и величине т]эа.) Снижение к.п.д. при увеличении мощности отмечает и Ван дер Бургт [22]. Обусловлено это не только уменьшением магнитострикционной константы, но и ростом механических и электрических потерь. Характерно, что и на рис. 16, и на рис. 17 линейность дольше сохраняется при величине большей Нот-. При повышенном подмагничивании нелинейные свойства ферритов проявляются слабее, о чем говорят и данные, приведенные в предыдущей главе. Поэтому при работе излучателей в режиме интенсивных колебаний рекомендуется подмагничивание, превышающее оптимальное для ферритов 21, 41, 42, М-18 и МК-20 целесообразно применять Но= 25—30 э. При наличии интенсивной кавитации метод измерения звукового давления в поле излучателя при помощи гидрофона неприменим. В этом случае наиболее точные значения т]да можно получить, измеряя акустическую мощность калориметрическим методом. Калориметрические измерения ферритовых излучателей показали, что при Н(,= 30 э и при одностороннем излучении величина их электро-акустического к.п.д.не падает ниже 60% даже в присутствии кавитации. [c.136]

Все эти выводы подтверждаются соответствующими экспериментами. Хорошо известно, что с увеличением частоты ультразвука порог кавитации резко повышается, и при частотах выше 10 МГц кавитацию удается возбудить только в фокальном пятне концентрирующих излучателей, где амплитуда давлений может достигать сотен и тысяч атмосфер [51]. Порог кавитации возрастает с увеличением статического давления в жидкости Р . о объясняется уменьшением размеров содержащихся в ней зародышей и увеличением плотности газа в них. Напротив, уменьшение статического давления приводит к понижению порога кавитации, так же как и повышение температуры жидкости. Дегазация жидкости тоже спссобствует увеличению ее кавитационной прочности. Имеются опытные данные по изменению кавитационной прочности в электрическом поле, влияющем на условия адсорбции гидрофобных ионов на поверхности пузырька, и по уменьшению кавитационного порога в воде при растворении в ней солей, вызывающих отрицательную гидратацию [52]. [c.129]

Благодаря то.му, что энергия, уноснмая нейтрино, может принимать различные значения, энергия ядра отдачи при р-распаде также меняется от случая к случаю [46, 97], Верхний предел ее (исключая только самые легкие элементы) составляет всего около 5—100 еУ. Путем захвата ядер отдачи при распаде были выделены С- и С -продукты с по.мощью электронного умножителя (с предшествующим ускорением в электрическом поле) были сосчитаны неактивные ядра серы S -, образующиеся при Р-распаде [102], Обнаруженные малые значения выхода могут быть обусловлены главным образом затрудненным вылетом ядер отдачи с поверхности р-излучателя. Даже если первоначально радиоактивное вещество находилось в виде монослоя, качество источника довольно быстро ухудшается. [c.98]

Имеет место и обратный эффект деформация кристалла под действием приложенного электрического поля. Ланжевен впервые в 1917 г. получил таким способом вынужденные высокочастотные упругие колебания в кварцевых пластинках, осуществив тем самым пьезоэлектрический излучатель ультразвука. Изобретение Ланжевена послужило толчком к настоящей цепной реакции практических применений ультразвука. [c.112]

Источниками звуковых и ультразвуковых колебаний являются излучатели или вибраторы механические эксцентриковые, электромеханические, гидродинамические, магнитострикцион-ные и пьезоэлектрические. В процессах защиты металлов от нор-розии наиболее распространены электромеханические излучатели, которые разделяются на три типа электродинамические, работающие в пределах до 30 кгц, матнитострикционные — от 5 до 150 кгц и пьезоэлектрические — от 100 кгц и выше. При сравнительно низких частотах ультразвуковых колебаний (до 100 кгц), применяемых обычно при очистке поверхности изделий и в ряде других процессов обработки металлов, наиболее пригодны магнитострикционные вибраторы. Явление магнитострик-ции заключается в изменении линейных размеров некоторых материалов в магнитном поле. При намагничивании, например, стержень, изготовленный -из такого материала, укорачивается или, что реже, удлиняется независимо от направления поля. Так, цилиндр из нержавеющей стали уменьшает свою длину в сильном магнитном поле (магнитострикция), а пластина, вырезанная из кристалла кварца, изменяет свои размеры в электрическом поле (пьезоэлектрический эффект). Таким образом, стержень из магнитострикционного материала в переменном магнитном поле испытывает наибольшую деформацию два раза за период изменения поля. С целью снижения потерь на вихре- [c.105]

Керамика титаната бария обладает и другим недостатком если на поляризованную керамическую пластинку наложить электростатическое поле в направлении, противоположном направлению П0ляризащ1и, и постепенно увеличивать это поле, пьезоэлектрические свойства керамики будут всё более и более ослабляться и, наконец, при некотором значении напряжённости поля вовсе исчезнут. Это значение напряжённости поля называется коэрцитивным. Керамический излучатель будет уставать ) под действием переменного электрического поля, амплитуда которого близка к величине напряжённости коэрцитивного поля. Для устранения этой усталости надо, кроме переменного поля, накладывать постоянное поляризующее поле в направлении предварительной поляризации. Если величина напряжённости такого подполяризующего поля равна амплитуде переменного поля, излучатель не будет уставать. Таким образом, можно извне улучшать электромеханические свойства керамики, однако иногда это не только неудобно, но и невозможно. Исследования показали, что на электромеханические свойства керамики можно сильно влиять изнутри , путём введения небольшого количества добавок ряда веществ в состав керамики. Введение 4—8 /о титаната свинца (РЬТ10д) повышает температурную стабильность резонансной частоты пластинки и намного увеличивает величину коэрцитивного поля. [c.178]

Для получения колебаний более высокой частоты (до 50 000 гц) используют пьезоэлектрический эффект, основанный на способности некоторых материалов деформироваться под влиянием электрического поля. Пьезокерамические излучатели по сравнению с магнитострикционными обладают рядом преимуществ простота конструкции и изготовления, недифицитность исходных материалов, возможность получения излучателей любой формы. Изготовляют их из титаната бария, циркония и свинца. Однако удельная акустическая мощность этих излучателей мала (до 80 квт/м ), в связи с чем пьезокерамические преобразователи используют при сварке лишь пленочных термопластов. [c.220]

В качестве первого этапа решения задачи о возбуждении поверхностных волн системой металлических электродов рассмотрим электрическое поле такого излучателя. Как показано выше, это поле квазистатическое. В соответствии с основной идеей метода последовательных приближений будем искать квазистатическое поле излучателя, пренебрегая пьезоэффектом (ejiji = 0). Это поле должно удовлетворять в кристалле уравнению (3.14), где D = а в вакууме — уравнению (3.15). Будем вначале предполагать, что число металлических электродов не огран и-чено. [c.181]

Коэффициенты усиления (затухания) измерялись в импульсном реншме на частоте 30 МГц при длитель ности импульсов 2—3 мкс для рэлеевских волн и 1—2 мкс для поперечных волн. На рис. 3.17 приведена схема эксперимента. Дрейфовые электроды, служащие для созданий в поверхностном слое кристалла постоянного электрического поля Ер, наносились на плоскость ху путем напыления индия и представляли собой две параллельные полоски шириной 1,5 мм, находящиеся на расстоянии 7 мм друг от друга. Кристалл освещался ртутной лампой ДРШ-500, причем засвечивалась только узкая полоска (поверхностный слой 0,5 мм) между электродами. Остальная часть кристалла была закрыта непрозрачным экраном. Такое освещение позволяло локализовать электроны проводимости кристалла (созданные светом) в поверхностном слое между дрейфовыми электродами и этим достигнуть постоянства напряженности "о по координате х (в пределах 10%). Для развязки 1шпульсов дрейфового поля и импульсов с частотой заполнения 30 МГц, подаваемых на излучатель через коаксиальный кабель, использовались индуктивность L и емкости С. [c.234]

Проблема детектирования. Как можно измерить куб электрического поля на оптических частотах Очевидный способ создания такого кубометра — использование процесса, обратного излучению третьего момента. Как мы сейчас покажем, интерференция вынужденных однофотонных (с а) и двухфотонных с- Ъ а) переходов вверх в нецентросимметричной трехуровневой системе приводит к появлению в скорости перехода слагаемого, пропорционального Иначе говоря, если детектор отличается от излучателя только более низкой температурой, то скорость его нагрева будет зависеть от сдвига фаз, вносимого разделяюпщм излучатель и детектор фильтром. Вероятность перехода можно рассчитать непосредственно из (2.3.32), однако, мы рассмотрим более универсальный подход. [c.162]

Определить координаты расположения излучателей и разность фаг между их токами, обеспечивающие возбуждение волны 1ипи Н20 с наибольшей амплитудой при условии подавления волны типа Нщ. Записать выражение для комплексной амплитуды напряженности электрического поля волны типа На вдали от излучателей. [c.169]

Электроакустическая эквивалентная схема простого излучателя, работающего вблизи резонансгюй частоты, дана на рис. 3.15. На электрической стороне входная проводимость определяется путем параллельного подключения емкости зажатого преобразователя Со и сопротивления Яа, представляющего электрические потери. Значение Со рассчитывают по формуле, приведенной в подписи к рис. 3.6. Сопротивление / о является результатом потерь в диэлектрическом материале при наличии приложенного переменного электрического поля. Потери, которые связаны с диэлектрическими материалами, называются тангенсом потерь (ТП). Они находятся для заданного значения частоты, обычно равной 1 кГц, применительно к параллельной эквивалентной электрической схеме (см. рис. 3.14) по прибли-л<енной формуле [c.80]

На фиг. 39 и 40 представлены заиисимости ig б от амплитуды электрического поля для нескольких пьезоэлектрических керамик. Эти данные не являются окончательным критерием при выборе материала для излучателей большой мощности, так как пьезомодули керамики различного состава имеют значения, меняющиеся в весьма широких пределах, и поэтому амплитуда механических или акустических колебаний при заданном электрическом поле оказывается весьма различной. Критерии, используемые при выборе материала для преобразователей больиюй мощности, рассматриваются более подробно в 6, п. 8. [c.250]

В табл. 19 приведены значения р, Рвм, Рое, ет, е ст, и динамического напряжения для преобразователей, мощность которых ограничена к. п. д. Эти данные бл1 же всего соответствуют случаю гидроакустических низкочастотных излучателей. Значения вычислены для еет = 80 и 90% и = 3, а также для == 90% и ( м = Оопт- Значение ( оит оиределеио здесь для случая, когда электрическое поле не превышает значения, при котором = = 90%, а амплитуда динамического напряжения не превышает постоянного сжимающего напряжения. [c.307]

В электрострикционных излучателях колебания возникают в результате способности некоторых веществ изменять свои размеры под действием электрического поля. В качестве электрострикционных излучателей применяют кристаллы таких веществ, как кварц, сег-нетова соль, титанат бария, фосфат аммония или калия и др. Электрострикционные излучатели дают колебания частотой от 100 ООО гц и выше. [c.72]

Вернемся теперь к волновым компонентам нуклеотидов ДНК. Б( ограничения общности можно полагать,что осцилляторы нуклеотиде представляют собой N когерентных электромагнитных излучателе расположенных вдоль молекулы ДНК. Все эти излучатели следук друг за другом через одинаковые промежутки длины (5. В этом случг суммарное электрическое поле в направлении под углом <р к лине длинной оси данного участка ДНК с эффективной длиной I будет ра] но [c.94]

Ранее при рассмотрении всех звуковых полей исходили из того, что вся поверхность излучателя колеблется с одинаковой амплитудой. Однако излучатель, закрепляемый в корпусе искателя за края, имеет амплитуду, уменьшающуюся по направлению от центра к краю. Но даже и свободная пьезопластина колеблется на краях слабее ввиду ослабления электрического поля. Если излучатель контактирует с деталью лишь частью поверхности, например в случае искривленной поверхности, то [c.109]

У пьезоэлектрической пластины поперечные волны в направлении оси X в жидкостях и при жидком акустическом контакте с твердым телом не передаются. Следовательно, она может излучать только одни продольные волны. Тем не менее, пластина ведет себя не строго как поршневой излучатель, что обусловлено краевым эффектом изменение толщины пластины, строго говоря, определяется не самим приложенным электрическим напряженйем, а напряженностью электрического поля,, созданного им. Между тем эта напряженность ввиду выпучивания силовых линий на краю меньше, чем в середине пластины. Влияние уменьшенного излучения от краев на форму звукового поля описано в разделе 4.8. [c.142]

Во всех случаях фазовое распределение вдоль аптеппы можно считать линейным, если взаимодействие излучателей как по внутреннему, так и по внешнему пространству не учитывается. Если щелевые антенны, показанные на рис. 3.10, а - в, имеют поле излучения только основной поляризации, то аптеп-пы с наклонными щелями в узкой стенке (рис. 3.10, г) имеют еще и ноле паразитной поляризации. На рис. 3.11, а стрелками показано направление поперечных токов в узкой стенке волновода и векторов напряженности возбуждаемого электрического поля в двух встречно-паклоппых щелях ( 5) при расстоянии между ними А-в/2. [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...