Твердое тело как акустическая среда

Твердое тело как акустическая среда [c.437]

Упругие волны в жидкостях и газах, как, впрочем, и в твердых телах, называются акустическими, а раздел физики, который их изучает — акустикой. Частоты этих волн лежат в диапазоне от долей герца (инфразвук) до 10 Гц (гиперзвук). Этим частотам соответствуют длины волн X от десятков километров до нескольких ангстрем. Значения скоростей (фазовых и групповых) для разных сред лежат в диапазоне от долей до десятков км/с. [c.98]

Оценки показывают, что при распространении волны из акустически жесткой среды с большим волновым сопротивлением рс (например, из твердого тела) в акустически мягкую (например, воздух), интенсивность прошедшей волны практически равна нулю, так как Е 1. То же самое наблюдается при распространении ультразвука в обратном направлении - из акустически мягкой среды в акустически жесткую (е 1). Это явление является основой ультразвуковой дефектоскопии, использующей отражение волн от дефектов не-сплошностей, трещин, расслоения, непроваров и др. [c.49]

Как известно, кристаллы являются системами с большим числом степеней свободы, спектр колебаний которых охватывает широкий диапазон частот от Unj, slO с до u j,,=10 с Низкочастотная часть этого спектра простирается в акустическую область, а высокочастотная - в инфракрасную область. В теории теплоемкости Дебая (1912 г.) кристалл рассматривается как сплошное изотропное твердое тело. Распространение волн в однородной среде описывается волновым уравнением [c.198]

Теория теплоемкости Дебая предполагает, что кристалл можно рассматривать как непрерывную среду, совершающую упругие колебания >. Упругие волны, распространяющиеся в кристалле, имеют сплошной спектр, т. е. обладают непрерывным набором частот. Очевидно, что распространение звука в твердом теле — это и есть распространение таких упругих колебаний (продольных и поперечных). При нагревании кристалла в нем возбуждаются упругие акустические волны (волны Дебая), которые и определяют теплоемкость кристалла. [c.122]

Разрушение неоднородных твердых тел при их электрическом пробое связано с генерированием ударных и акустических волн, которые, распространяясь в неоднородной среде, могут создавать условия, обеспечивающие избирательную направленность разрушения. При этом избирательность разрушения может создаваться за счет отличия компонентов по прочностным, деформационным и акустическим свойствам /74/. Особенностью этих механизмов является то, что они работают во всем объеме образца, в то время как траектория канала разряда захватывает только некоторые локальные области. [c.127]

Трактовка эффекта Доплера существенно зависит от того, можно ли рассматривать лишь относительное движение источника и приемника (как для электромагнитных волн в вакууме) или же необходимо учитывать, кроме того, относительное движение волны и среды (например, акустические волны в газе, жидкости и твердом теле). [c.303]

Выше речь шла о проблеме нелинейной акустики, которая может быть охарактеризована как взаимодействие звука со звуком. В линейном приближении, как известно, выполняется принцип суперпозиции и такого взаимодействия нет. Этот круг вопросов ведет свое начало еще с работ Стокса в середине прошлого столетия, однако теоретическое исследование распространения волн конечной амплитуды в диссипативных средах и экспериментальное исследование акустических нелинейных эффектов в жидкостях и твердых телах начали проводиться только в последнее десятилетие. [c.10]

Главное отличие жидкостей от газов с точки зрения акустики состоит в том, что жидкая среда гораздо плотнее и поэтому во много раз менее сжимаема, чем газы. Даже при очень больших давлениях трудно обнаружить изменение объема воды. И все же точные исследования показывают, что не только вода и другие жидкости, но и твердые тела, например металлы, даже при таких ничтожных давлениях, как акустические, сжимаются, правда, в очень незначительной степени. Именно благодаря сжимаемости жидкостей и твердых тел в них могут распространяться упругие волны. [c.267]

Когда звуковые волны, распространяющиеся в воздухе, падают на твердые тела, то, действительно, практически почти вся энергия переходит в энергию отраженной волны. Однако часть энергии звуковых волн все же проникает в твердое тело, в нем также начинают распространяться звуковые волны. Оказывается, что величина энергии отраженной волны зависит от того, как сильно разнятся между собой акустические сопротивления двух сред, на границу раздела которых падают звуковые волны. Чем больше это различие, тем большая часть энергии будет принадлежать отраженной волне. [c.275]

Распространение акустических волн возможно в трех типах сред в упругих твердых телах, в вязкой сжимаемой жидкости и в идеальной сжимаемой жидкости. В этом разделе мы дадим краткое описание распространения волн в таких идеальных сжимаемых жидких средах, как газы и собственно жидкости. Примерами могут служить капельки тумана в воздухе и воздушные пузырьки в воде. [c.48]

Очевидно, что можно было бы не выписывать (4.39), а найти непосредственно из эквивалентной схемы Z = го Ь/(1 — ш ЬСх) и = шС, что с учетом (4.38) сразу даст (4.40). Однако мы хотели лишний раз продемонстрировать, как появляется дисперсия из-за нелокальной связи переменных (см. материальное уравнение Ф = Ф(/) в (4.39)). Интересно, что дисперсия в данной среде-модели такая же, как и в случае длинной линии с индуктивной связью между ячейками (см. рис. 4.13). Дисперсионная кривая, представленная на рис. 4.18, определялась в обычном для таких целей эксперименте [7], когда один конец линии нагружен на сопротивление, не равное характеристическому сопротивлению Zo линии Zo = л/Ь/С/ 1 - /и>о) (Ь/Су/ 1 Ом). Из-за отражений в линии устанавливается картина стоячих волн. Длину волны находят с помощью зонда и лампового вольтметра, измеряя расстояние между минимумами стоячих волн. Самой высокой частоте соответствует длина волны приблизительно 2Дж. Как показано в работе [7], данная среда-модель количественно описывает распространение ионных акустических волн (ионный звук) в плазме. Эта линия моделирует также распространение звука в твердом теле (звуковая волна распространяется без дисперсии, пока ее волновое число к много меньше обратного вектора решетки д = 2тт/а а — расстояние между ионами решетки), в противном случае становится уже существенной пространственная дисперсия, связанная с дискретностью среды ), спиновые волны в ферромагнетике и т. д. [c.79]

До сих пор, рассматривая распространение волн в кристаллах, мы не принимали во внимание дискретную структуру кристаллической решетки. Так можно поступать до тех пор, пока длина акустической волны X остается много большей, чем постоянная решетки а, или до частот 100 ГГц. Выше этого предела дисперсионные кривые, получаемые из уравнений классической теории упругости, уже плохо согласуются с микроскопическими расчетами, базирующимися на уравнениях динамики решетки. Поэтому, если оставаться в рамках феноменологических моделей механики сплошных сред, то уравнения состояния кристалла необходимо модернизировать для учета дискретности среды, макроскопически проявляющейся в нелокальности ее реакции на приложение переменного в пространстве внешнего воздействия. Это можно сделать с помощью так называемой нелокальной теории упругости [19], представляющей собой феноменологическое обобщение классической механики сплошной среды. Одно уравнение состояния элемента сплошной среды, описывающее как пространственную, так и временную нелокальность, уже приводилось нами при рассмотрении релаксационных процессов. Если не учитывать временную нелокальность (которая, в частности, ответственна за диссипацию энергии в среде), то для твердого тела нетрудно получить следующее уравнение состояния (нелокальный закон Гука) [c.231]

Неколлинеарные взаимодействия акустических волн в кристаллах также отличаются большим разнообразием по сравнению со случаем изотропных твердых тел. Так, если в изотропной среде возможно пять типов неколлинеарных взаимодействий, как это мы видели в 3, то в кристаллах их число достигает 21. Из них в 13 случаях возбуждаются волны разностной частоты и в 8 случаях — суммарной [32, 37]. Кроме того, в случае достаточно сильной анизотропии возможны еще три типа взаимодействий с образованием волн разностной частоты. При этом обе взаимодействующие и рассеянная волны принадлежат к одной дисперсионной ветви ). Последнее весьма схоже со случаем преломления акустической волны на границе двух сильно анизотропных кристаллов, где возможно образование двух преломленных волн, также принадлежащих одной дисперсионной ветви ( 5 гл. 9). [c.294]

Вторую группу излучателей составляют электроакустические преобразователи. Свое название они получили оттого, что преобразуют электрические колебания в механические колебания какого-либо твердого тела, которое и излучает в окружающую среду акустические волны. Наиболее распространенные электроакустические преобразователи, такие, как электродинамические излучатели, магнитострикционные и пьезоэлектрические преобразователи, представляют собой линейные устройства, благодаря чему они возбуждают акустическую волну той же формы, что и электрический сигнал. Кроме того, эти устройства обратимы, то есть могут работать и как излучатели, и как приемники звука. [c.101]

Указанные выше математические осложнения проявляются при исследовании уравнений движения (11.1) в предельном случае длинных волн. В этом случае стекло, подобно любому твердому телу, ведет себя как прочное веп] ество с обычными однородными упругими свойствами, и его допустимо рассматривать как макроскопическую упругую сплошную среду, в которой могут существовать акустические колебания и волны. Колебания такого типа должны автоматически появляться как приближенные решения макроскопических уравнений движения (11.1), и их вид должен также отражать влияние эффектов рассеяния, физически обусловленных неупорядоченностью структуры материала. Однако выполнить эту математическую программу, нацеленную на построение теории коротковолновых коллективных колебаний стекол и жидкостей, оказывается вовсе не просто. [c.518]

Итак, от того, при каких интенсивностях звукового поля, выше или ниже пороговых значений дегазации, происходит облучение гетерогенной реакции, будет зависеть характер и эффект воздействия акустической энергии на электролитические процессы. Достижение порога паровой кавитации в звуковом поле (кривая II на рис. 15) приводит к явлению эрозии твердых тел, которая для некоторых металлов имеет незначительную величину [68], или локальному удалению твердых пассивных пленок на поверхности металла, способствуя его растворению [30, 68, 82] (точка г на рис. 15), а в нейтральных растворах подкисляет среду и может привести к облагораживанию или депассивации металла, если для него существует резкая зависимость скорости электрохимического процесса от концентрации водородных ионов вблизи точки рН=7. [c.543]

Упругие колебания и акустические волны, особенно ультразвукового диапазона, широко применяют в технике. Мощные ультразвуковые колебания низкой частоты применяют для локального разрушения хрупких прочных материалов (ультразвуковая долбежка) диспергирования (тонкого измельчения твердых или жидких тел в какой-либо среде, например жиров в воде) коагуляции (укрупнения частиц вещества, например, дыма) и других целей. Другая область применения акустических колебаний и [c.5]

Для плоской гармонической бегущей волны, распространяющейся в жидкой среде, согласно формулам (1.11) акустический импеданс равен 2=р/и=рс. Эта величина характеризует среду, в которой распространяется волна. Ее называют волновым сопротивлением среды или ее характеристическим импедансом. Понятием импеданса пользуются также для твердого тела (для продольных и поперечных волн), определяя его как отношение соответствующего механического напряжения, взятого с обратным знаком, к колебательной скорости частиц среды. [c.32]

Следует упомянуть в качестве контактирующей среды также и воздух, хотя возможности его применения очень ограничены. Он тоже передает звук, причем не только слышимый. Таким способом при низких частотах технику прозвучивания можно было бы распространить на акустически мягкие материалы, иапример на тормозные колодки, сухую штукатурку (гипсовые пластины), резину, клееную фанеру. По аналогии с тем, как воздушная щель в твердом теле при малой ее толщине становится проницаемой (см. раздел 2.3), и тонкий стальной лист, например толщиной около 0,1 мм, пропускает достаточное количество звука, приходящего из воздуха, чтобы провести контроль, в частности на расслоения. [c.333]

Практически мы просто знаем о таких коллективных колебаниях в твердом теле при а= /У М— это акустические волны, которые получили название фононы (по аналогии с колебаниями электромагнитного поля — фотонами) — для каждой частоты со одно продольное и два поперечных независимых колебаний. В случае систему можно считать непрерывной (как в механике сплошных сред) и при подсчете величины с(Г(со) использовать аналогию с электромагнитным излучением (исторически было наоборот от механики сплошных сред — к понятию твердого эфира в электродинамике, а затем уже к понятию поля теперь же мы как бы совершаем обратный переход). Тогда, объединяя оба поперечных колебания в одно слагаемое, имеем [c.506]

Трансформация волн. Когда какая-нибудь волна падает на границу между двумя средами с различными акустическими сопротивлениями под косым углом, может произойти трансформация волн, и тип волны может измениться. Теоретические условия для такого преобразования обсуждаются ниже (ом. гл. П). В качестве типичного примера можно привести -волну, проходящую из жидкости в твердое тело и па- П /ты дающую иа это твердое тело под углом, большим некоторого предельного. [c.15]

В.Н. Бовенко [15] принял, что при механическом воздействии на твердое тело упругая энергия переходит не только в потенциальную энергию атомов (образующихся свободных поверхностей), как это было принято Гриффитсом, но и в энергию автоколебательного движения. Это привело к установлению дискретно - волнового критерия устойчивости структуры - число Бовеи-ко) [15]. Предложенная им автоколебательная модель предразрушения твердого тела базируется па постулате о возникновении областей автовозбуждения активности вещества вблизи дефектов структуры вследствие нарушения однородного состояния исходной активной неустойчивой конденсированной среды. Эти автовозбуждения являются основными носителями когерентных (или макроскопических квантовых) эффектов. Они являются очагами пластической деформации, микро- и макротрещин, зародышами образования новой фазы на различных структурных иерархических уровнях самоорганизации, источниками акустической эмиссии (АЭ), микросейсмов и землетрясений. [c.201]

Продольную волну обычно возбуждают с помощью преобразователя с пластигюй, колеблющейся по толщине (см. подразд. 1.3). Поперечную 5 У-волну, как правило, возбуждают путем трансформации продольной волны, падающей из внешней среды и преломляющейся на поверхности твердого тела (см. подразд. 1.2). SH-волну таким способом получить невозможно, поскольку в падающей продольной волне отсутствует составляющая, перпендикулярная плоскости падения. Йменно трудность возбуждения ограничивает применение 5Я-волн. Эти волны возбуждают с помощью электромагнитно-акустических преобразователей, а чаще — с помощью пластины кварца Y-среза, приклеенной к поверхности изделия (см. подразд. 1.3). [c.11]

Акустооптика изучает взаимодействие оптических волн с акустическими в различных веществах. Возможность такого взаимодействия впервые предсказал Бриллюэн в 1922 г., а затем ее экспериментально проверили в 1932 г. Дебай и Сиарс в США и Люка и Бигар во Франции. При взаимодействии света со звуковыми волнами наиболее интересное явление представляет собой дифракция света на акустических возмущениях среды. При распространении звука в среде возникает соответствующее поле напряжений. Эти напряжения приводят к изменению показателя преломления. Такое явление называется фотоупругим эффектом. Поле напряжений для плоской акустической волны является периодической функцией координат. Поскольку показатель преломления среды претерпевает периодическое возмущение, возникает явление брэгговской связи, как показано в гл. 6. Акустооптическое взаимодействие является удобным способом анализа звуковых полей в твердых телах и управления лазерным излучением. Модуляция света при акустооптическом взаимодействии находит многочисленные применения, в том числе в модуляторах света, дефлекторах, устройствах обработки сигналов, перестраиваемых фильтрах и анализаторах спектра. Некоторые из этих устройств мы рассмотрим в следующей главе. [c.343]

Принципиальным отличием лазеров на конденсированных средах от газовых является то, что атомы и молекулы в них либо совсем не могут совершать какого-либо направленного поступательного движения, что имеет место в твердых телах, либо, если могут, то это движение настолько ограниченно и не существенно по сравнению с колебательным или вращательным (характерными для жидкостей), что его можно не учитывать. Колебательное или вращательное движение структурных элементов в конденсированных средах определяют главным образом релаксационные процессы и спектральное уширение линий, соответствующих переходам между парами отдельных энергетических уровней. Для твердых активных сред, которые в большинстве случаев представляют собой ионные кристаллы, характерно колебательт ное движение, которое, в зависимости от типа кристаллической решетки,, может соответствовать либо только акустическим ветвям колебаний, либо — акустическим и оптическим. В настоящее время наиболее широкое применение находят лазеры на растворах органических красителей, состоящих из сложных молекул, имеющих сложную систему энергетических уровней, сводимую в большинстве случаев к четырехуровневой схеме. В молекулах жидкостей могут также совершаться колебательные движения, которые, как и в кристаллах, сопоставимы либо с акустическими, либо с оптическими ветвями колебаний. С этой точки зрения между сложными молекулами и кристаллами мбжет быть установлена полная аналогия, если весь кристалл в целом рассматривать как большую молекулу. Основное различие заключается в том, что в сложных молекулах на уширение и усложнение системы энергетических уровней существенное влияние могут оказать вращательные движения. Кроме того в молекулах, как правило, отсутствует трансляционная симметрия, существенная для кристаллов и определяющая зонную структуру энергетических уровней твердых тел. [c.175]

В последующих главах мы будем рассматривать распространение ультразвуковых волн в безграничной среде, которая обладает только объемной упругостью, но не имеет упругости формы и вязкости, т. е. является идеально текучей. В соответствии со сказанным в 6 гл. I, в такой среде, которой мы приписываем свойства идеальной сжимаемой жидкости, возможны лишь упругие деформации всестороннего сжатия, и, следовательно, в ней могут распространяться упругие волны только одного типа — волны сжатия (разрежения). Это существенно упрощает анализ возмущений и в то же время позволяет получить основные акустические соотношения для наиболее общего типа волн, которые могут существовать как в жидкостях (и газах), так и в твердых телах. В последних, как мы видели, возможны и другие упругие деформации, которым соотвег-ствуют иные типы волн, рассматриваемые ниже. Однако те соотношения, которые мы получим для волн сжатия в идеальной жидкости, будут справедливы и для других волн, поэтому в основных чертах они имеют общее значение для разных типов волн в различных средах. Реальные жидкости обладают некоторой упругостью формы. Такая упругость заметно проявляется лишь при очень больших скоростях деформации, значительно превышающих скорости, соответствующие ультразвуковым колебаниям самой высокой частоты, при которой они могут распространяться в жидкости без существенного затухания. Это дает основание считать скорости деформаций в ультразвуковой волне достаточно медленными, чтобы сдвиговой упругостью реальных жидкостей можно было полностью пренебречь. [c.29]

НИИ этой системы и внешней среды, куда происходит излучение ультразвука. Например, добротность кварцевой пластинки (рс = = 1,5- 10 г/(см -с)) при колебаниях ее в воде (pi i 1,5- 10г/(см -с)) составляет величину Q, 10, а при колебаниях в воздухе (= =--4,5 г/(см -с)) Qa 3 10 . Относительно акустической добротности реальных систем следует, однако, сделать два замечания. Во-первых, реальная пластинка находится в какой-то оправе, в держателе , куда также происходит излучение, так что добротность закрепленной пластинки может сильно упасть. Поэтому, в устройствах, в которых требуется поддержать высокую добротность, пластинку закрепляют по узловой (средней) плоскости (как это условно показано на рнс. 55, в). Во-вторых, в формуле (VIII.54) подразумевается идеальный акустический контакт между пластинкой и внешней средой, который осуществляется, например, между твердым телом и хорошо смачивающей его жидкостью. Практика же показывает, что когда пластинка из твердого материала находится в двухстороннем контакте даже с таким же материалом, то-ее добротность все же составляет несколько единиц. Дело в том, что этот контакт осуществляется через какие-то переходные слои, а они повышают добротность. Поэтому получение низкой добротности — другая техническая проблема ультраакустнки, связанная-с расширением полосы пропускания (см. далее). [c.191]

Так как, однако, всегда i > и 6 > бт, т. е. os 6/< os 0 , то т/2 ж < 1, т. е. коэффициент отражения от поверхности твердого тела меньше коэффициента отражения от жидкости. Следовательно, сдвиговая упругость отражающей среды приводит как бы к уменьшению акустической жесткости ее границы. То же самое можно сказать и о продольных волнах, падающих из твердого тела на границу с жидкостью и распадающихся на отраженную продольную и сдвиговую волпы Это можно видеть, в частности, из уравнения (Х.54) если положить в нем О, то при той же величине 2, коэффициент отрал<ения продольной волны увеличивается. Впрочем, такой результат вытекает и из энергетическ соображений если среда, в которой распространяется падающая продольная [c.227]

К таким явлениям можно отнести нелинейную трансформацию спектра интенсивного шума при его распространении в нелинейной среде, когда из-за взаимодействий спектральных компонент этого шума происходит перекачка энергии как в низкочастотную, так и в высокочастотную части спектра (так называемая акустическая турбулентность). Другим примером может служить поглощение звука гиумом, когда слабый монохроматический сигнал, распространяясь в широкополосном шуме, из-за взаимодействия с ним испытывает поглощение энергия сигнала отбирается шумом. Отметим, что даже поглощение звука за счет вязкости и теплопроводности, о котором шла речь в гл. 2, можно считать именно результатом такого взаимодействия акустического сигнала с шумом, который в данном случае есть не что иное, как спектр тепловых фононов или упругих дебаевских волн. Об этом будет идти речь при рассмотрении поглощения упругих волн в твердых телах. Укажем еще на один эффект — уширение спектральных линий гармоник исходного узкополосного возмущения при распространении случайно-модулиро-ванной звуковой волны конечной амплитуды. [c.108]

Магнитострикция и пьезомагнетизм — магнитные аналоги электрострикции и пьезоэлектричества. Первый эффект соответствует появлению деформации, не зависящей от знака приложенного магнитного поля (следовательно, это — квадратичный эффект по полю), второй — появлению в некоторых нецентросимметричных кристаллах намагниченности при их деформации.. Естественный пьезомагнетизм редко наблюдается для него необходимо редко встречающееся сочетание подходящих кристаллографической и магнитной симметрий. Магнитострикция, которую имеют многие ферромагнетики (например, никель, иттрий-железные гранаты), находит применение в магнитострикционных преобразователях. Магнитострикция является причиной многих интересных взаимодействий одним из них является влияние-внутренних деформаций вследствие структурных дефектов на кривую намагничивания ферромагнетика. Другое важное явление в магнитоупорядоченных кристаллах (ферромагнетиках,, ферримагнетиках), которое будет далее рассматриваться в гл. 6,. состоит в появлении связи между колебаниями в поле деформации кристалла и в спиновой системе. Этот эффект взаимодействия между упругими и спиновыми волнами называется магнон-фононным взаимодействием, так как на языке физики твердого тела фононы — это воображаемые частицы, связанные с акустическими или упругими волнами соотношением де Бройля волновой механики. Возможность такого взаимодействия следует из того, что, как показывается в квантовой статистической физике, как фононы, так и магноны подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Вероятность встретить такое взаимодействие-увеличилась после открытия в 1956 г. нового типа ферромагнитных материалов — редкоземельных железных гранатов, среди. которых иттрий-железный гранат — наиболее хорошо известный представитель. [c.55]

Первое (в порядке исторического становления) важное прикладное направление в акустике связано с получением при помощи акустических волн информации о свойствах и строении веществ, о происходящих в них процессах. Применяемые в этих случаях методы основаны на измерении скорости распространения и коэффициента поглощения ультразвука на разных частотах (1 о" +10 Гцвгазахи 10 +10 Гцвжид-костях и твердых телах). Такие исследования позволяют получать информацию об упругих и прочностных характеристиках материалов, о степени их чистоты и наличии примесей, о размерах неоднородностей, вызывающих рассеяние и поглощение волн, и т. д. Большая группа методов базируется на эффектах отражения и рассеяния упругих волн на границе между различными средами, что позволяет обнаруживать присутствие инородных тел и их местоположение. Эти методы лежат в основе таких направлений, как гидролокация, неразрушающий контроль изделий и материалов, медицинская диагностика. Применение акустической локации в гидроакустике имеет исключительное значение, поскольку звуковые волны являются единственным видом волн, распространяющихся на большие расстояния в естественной водной среде. Как разновидность дефектоскопии, широко применяемой в промышленности, можно рассматривать ультразвуковую диагностику в медицине. Даже при небольшом различии в плотности биологических тканей происходит отражение ультразвука на их границах. Поэтому ультразвуковая диагностика позволяет выявлять образования, не обнаруживаемые с помощью рентгеновских лучей. В такой диагностике используются частоты ультразвука порядка 10 Гц интенсивность звука при этом не превышает 0,5 мВт/см , что считается вполне безопасным для организма. В настоящее время развитие дефектоскопии привело к созданию акустической томографии. В этом методе с помощью набора приемников ультразвука или одного сканирующего приемника регистрируются упругие волны, рассей- [c.103]

В последнее время изучен ряд эффектов, в значительной мере зависящих от нелинейпости, существующей даже при очень малых амплитудах деформации. В качестве примера можно привести взаимодействие тепловых фононов с фопонами, соответствующими распространению акустических волп в твердых телах [209, 210]. В этих исследованиях, в особенности в случае кристаллических материалов, важное значение имеет оценка степени нелинейности. Лучшее приближение можно получить, рассматривая напряжения как функции деформаций, содержащие наряду с линейными членами еще и квадратичные члены. Эта задача для произвольной кристаллической среды исследована Берчем [211], Хирманом [212] и другими авторами. [c.392]

В дальнейшем оказалось, что это же уравнение является достаточно общей моделью для одномерных нелинейных волн акустического типа во многих диспергирующих средах, таких как плазма или твердое тело. Было показано, что целый ряд ветвей колебаний (ионно-звуковые и магнитозвуковые волны в плазме, фононы в твердых телах и жидком гелии, магнитоупругие волны в антиферромагнетиках и другие) описывается УКдФ. [c.29]

Акустическим трактом называют путь ультразвука от излучателя до объекта, отрал ающего или рассеивающего ультразвук, и затем к приемнику колебаний. Формулы акустического тракта (как отмечалось в п. 4.2) опредадяют ослабление амплитуды сигнала на этом пути. Если обозначить амплитуду компоненты тензора напряжения, излучаемого преобразователем, через Го, а амплитуду принятого сигнала через Т то задача состоит в определении отношения Т /Т . Для жидкости напряжение Т заменяют давлением Р, и определению подлежит величина Р 1Ро. Для упрощения математических выкладок ниже рассмотрим акустический тракт для жидкой среды и затем введем поправки, характерные для твердого тела. [c.118]

В физике твердого тела при изучении достаточно совершенных сред дли возбуждения сдвиговых колебаний применяют пластинки кварца АС-среза [43] Однако коэффициент электромеханической связи кварца, определяющий долк энергии, переходящей из электрического импульса в акустический, довольно мал. Получение преобразователей с использованием пластины кварца, работающих на низких частотах, ввиду необходимости увеличения толщины пластины до 8-15 мм еще в большей степени снижает их эффективность. Как известно, использование пьезоэлектрической керамики позволяет, по сравнению с кварцевой пластиной, повысить отдачу преобразователя примерно в 25 раз [ 59]. [c.54]

Т ак как при описываемом волновом переносе звуковой эиергнн затухание коле а-ннй незначительно, то распространение колебаний в Твердом теле выражается теми же диференцизльнымн уравнениями, как н в случае перекоса акустической энергии через газообразную среду (воздух). [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...