Радиационное давление ультразвука

РАДИАЦИОННОЕ ДАВЛЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКА [c.109]

Этим опытом вы доказали существование радиационного давления ультразвука. Однако, более внимательно анализируя условия опыта, вы заметите, что отклонение крылышка радиометра может обусловливаться и действием ультразвукового ветра. Чтобы исключить влияние последнего, введите между вибратором излучателя и радиометром тонкую мембрану, препятствующую прохождению потоков возду ха. Такой мембраной может послужить листок папиросной бумаги. Ясно, что поток воздуха — ультразвуковой ветер — через бумагу не пройдет, а на интенсивность доходящей до радиометра ультразвуковой волны столь тонкое препятствие практически не повлияет. Поэтому, если радиометр показывает наличие радиационного давления, а не ультразвукового ветра, его крылышко после введения бумажной мембраны должно опасть лишь незначительно, что и подтвердит ваш эксперимент. [c.111]

Рис. 67. К измерению радиационного давления ультразвука

Радиационное давление ультразвука ответственно еще за один акустический эффект второго порядка ультразвуковой фонтан на границе раздела двух жидкостей или жидкости и газа. Наблюдать настоящий фонтан на тех частотах и с теми интенсивностями ультразвука, с которыми вы имеете дело (без дополнительных средств, о которых речь пойдет ниже), довольно трудно, но обнаружить обусловленное радиационным давлением вспучивание поверхности жидкости вполне можно. [c.114]

Задание 39. Поставьте опыты по радиационному давлению ультразвука в воздухе, пользуясь магнитострикционным излучателем без подмагничивания с вибратором длиной 40—50 мм. Сравните интенсивность ультразвука, создаваемого в воздухе излучателями, вибраторы которых имеют длину около 160 и 50 мм. [c.114]

Из формулы (48) следует, что интенсивность ультразвука в фокусе линзы возрастает с уменьшением длины ультразвуковой волны, или увеличением ее частоты. Высота фонтана определяется величиной радиационного давления ультразвука на поверхность жидкости, а последняя однозначно связана с интенсивностью. Таким образом, высота фонтана может служить мерой интенсивности ультразвука. [c.121]

Излучатель с ферритовым вибратором длиной 40—50 мм дает значительно более интенсивную ультразвуковую волну, чем излучатель с вибратором длиной 160 мм. Об этом можно судить по величине отклонения крылышка радиометра. Поэтому вообще все опыты по радиационному давлению ультразвука в воздухе лучше производить с таким излучателем. [c.157]

При работе приемников ультразвука в интенсивных ультразвуковых полях, требование высокой чувствительности приемников, как правило, не является существенным. Иногда с успехом могут применяться приемники, чувствительность которых измеряется сотыми и даже тысячными долями мкв/бар. Однако могут быть слзгчаи, когда приемник ультразвука, предназначенный для работы в интенсивном ультразвуковом поле, должен иметь чувствительность, измеряемую сотнями и даже тысячами мкв/бар. Необходимость в таких приемниках может возникнуть, например, при приеме переменной составляющей радиационного давления (см. гл. 2, 2), которая составляет всего несколько десятков бар в ультразвуковом поле интенсивностью порядка 1 вт/см . Для такого рода измерений в основном и предназначены приемники с механической трансформацией ультразвукового давления, к описанию которых мы переходим. [c.349]

Принимая с такими оговорками соотношения (V. 8) и (V. 4), получим выражение для радиационного давления (V. 7), действующего на плоскую площадку, ориентированную перпендикулярно направлению распространения ультразвука, в виде [c.108]

Для конуса, направленного острием навстречу ультразвуковому пучку, при полном отражении ультразвука от его поверхностей сила радиационного давления будет, очевидно, определяться по той же формуле (V. И), как и при наклонном плоском препятствии, [c.109]

При малых интенсивностях скорость акустического течения пропорциональна интенсивности ультразвука и квадрату частоты. Отметим также, что и тем больше, чем меньше плотность среды и чем меньше скорость звука в среде. По этой причине в газах, где рис малы (по сравнению с жидкостями), с акустическим течением приходится считаться уже при низких звуковых частотах, тогда как в жидкости заметное течение возникает только на ультразвуковых частотах. Физический механизм образования акустического течения можно себе представить, если считать (такой точки зрения придерживается большинство авторов), что оно возникает в случае плоских волн благодаря градиенту радиационного давления в жидкости, вызванному поглощением ультразвуковых волн. Возникающий вследствие поглощения перепад (градиент) радиационного давления приводит жидкость в движение. С этой точки зрения скорость акустического ветра должна была бы быть пропорциональной коэффициенту поглощения ультразвука, что и получается из теории. [c.373]

Сила движение Звуковое поле ультразвук Радиационное давление (давление звукового излучения) 155 [c.185]

При измерении коэффициента поглощения этим методом разделение динамического давления потока и радиационного давления несколько усложняется еще и тем, что должны быть созданы условия, соответствующие теории. В работе по определению поглощения ультразвука по эккартовским потокам [6] разделение радиационного давления и динамического давления потока основывалось на том, что время установления потока больше времени отклонения радиометра под действием радиационного давления радиометр успевает отклониться под действием радиационного давления (что позволяет определить плотность звуковой энергии), а затем отклонение радиометра медленно возрастает под действием динамического давления потока. Этот метод, однако, не может считаться свободным от недостатков, о чем уже говорилось выше. [c.123]

Поверхностные пленки в жидкости под действием ультразвука разрушаются вследствие кавитации и акустических течений. Добавка в жидкость при определенных условиях мельчайших (размером не более 5 лек) абразивных частиц способствует ускорению разрушения твердых тел в звуковом поле [24]. В этом случае наряду с кавитацией и акустическими течениями известную роль в ускорении движения частиц может играть радиационное давление. Иногда (например, при очистке контактным методом, когда ультразвуковые колебания возбуждаются в самом очищаемом изделии) определенную роль могут играть знакопеременные напряжения, возникающие в пленке загрязнений при изгибных колебаниях детали, способствующие отслаиванию и разрушению пленки, если ее усталостная прочность незначительна. [c.171]

Перечень акустических явлений, протекающих одинаково в области звуковых и ультразвуковых частот, можно было бы значительно расширить и конкретизировать. Однако это вовсе не означает, что изучение ультразвука не дает ничего нового. Как раз напротив, существует обширный класс явлений, которые характерны только для ультразвука, и их с трудом можно (или вообще нельзя) обнаружить в области звуковых частот. Часть этих явлений принято объединять под общим названием эффектов второго порядка ). К ним относятся, например, радиационное давление, акустический ветер, ультразвуковой фонтан, притяжение между частицами в звуковом поле и т. д. Многие специфические явления ультраакустики не получили еще достаточно строгого теоретического объяснения. [c.69]

Индикатором радиационного давления может служить ультразвуковой фонтан его величина и направление могут характеризовать величину и направление радиационного давления. Поскольку интенсивность ультразвука, даваемого простыми генераторами и излучателями, обычно недостаточна для образования заметного фонтана, ультразвуковой пучок следует сфокусировать линзой. Удобные для постановки описанных ниже опытов жидкости либо растворяют оргстекло, либо сильно загрязняют его. Поэтому линзовый сосуд лучше изготовить из стеклянной трубки подходящего диаметра с отогнутыми, как у пробирки, краями. Способ крепления линзы из оргстекла [c.126]

Техника проведения опытов по радиационному давлению достаточно проста в линзовый сосуд слоями наливают жидкости, на границах раздела которых будет изучаться ультразвуковой фонтан, и, обеспечив акустический контакт, помещают сосуд его дном на вибратор излучателя, дающего ультразвук частотой 1—3 МГц. Для получения фонтанов наибольших размеров необходимо экспериментально подобрать оптимальную толщину слоев жидкостей. Этот подбор следует произвести, учитывая то, что границы раздела жидкостей, получающиеся в виде менисков, сами фокусируют ультразвук. Поскольку все жидкости, перечисленные в табл. 1, достаточно прозрачны и бесцветны, ту, из которой бьет ультразвуковой фонтан, желательно окрасить. [c.127]

Если теперь включить ультразвук, то столбик жидкости в капилляре станет еще выше. И это явление нетрудно объяснить ультразвуковая волна оказывает радиационное давление на поверхность жидкости в капилляре, и, поскольку оно направлено в сторону, противоположную направлению силы тяжести, жид-кс/сть поднимется по капилляру. Если уровень жидкости в капилляре при включении ультразвука изменился на высоту Н (рис. 82), то радиационное давление, очевидно, равно [c.131]

A. M. Андреев, A, П. Ванян, H. M. Рамишвили. Применение явления саморепродукции для из.мерения формы поверхности жидкости, возмущенной радиационным давлением ультразвука//Радиотехника и электроника.— [c.144]

Методы индикации отклонения радиометра не отличаются от методов определения малых смещений или малых-поворотов здесь применяются оптические методы, при которых луч отражается от маленького легкого зеркальца, закрепленного на радиометре, наблюдение отклонения в микроскоп и др. В [16] для определения отклонения радиометра применен легкий блок конденсаторов ротор блока соединялся с подвижным коромыслом радиометра по изменению емкости конденсаторов можно было судить об отклонении радпометра. Оригинальная разновидность радиометра предложена в [29]. Радиационное давление определялось по деформации свободной поверхности жидкости. Этим методом широко пользуются для качественного определения интенсивности сравнительно мощного ультразвука в жидкостях. [c.201]

В настоящей, первой книге описаны методы и приборы, служащие для получения ультразвуковых колебаний средней и высокой интенсивности безотносительно к их применению. Втораякнига будет посвящена описанию нелинейных эффектов, возникающих в поле интенсивного ультразвука (нелинейное поглощение, радиационное давление, акустические течения и кавитация). Содержание третьей книги составит описание физических механизмов конкретных технологических процессов. [c.4]

Если приемник ультразвука принимает переменную составляющую радиационного давления при двух различных частотах модуляции и 2, то величина амплитуды электрического напряжения на выходе приемника загшшется в виде [c.367]

КОГО рефлектора, — снизу вверх. Видно, чго независимо от направления распространения ультразвука (показанного на рисунке стрелками) прогиб поверхности раздела под действием радиационного давления происходит в сторону энилина, в котором скорость звука больше, чем в воде. [c.111]

Оледует еще отметить, что вследствие резкого затухания ультразвука в зоне кавитации развиваются сильные акустические течения (см. 4 гл. V). Кроме того, на кавитационные пузырьки действуют направленные силы радиационного давления. Вследствие этого в зоде кавитации в ограниченном пучке происходит интенсивное движение жидкости. [c.139]

Мощность ультразвука, полученная от искусственных источников, может достигать десятков, сотен ватт или даже киловатт, а интенсивность — десятков и сотен вт/сл1 . В случае средней и большой интенсивностей ультразвука теория распространения упругих колебаний уже не может ба.эироваться иа линейном волновом уравнении, рассмотренном выше. При больших интенсив-ностяхвозникают искажения формы ультразвуковой волны в процессе ее распространения (участки сжатия среды опережают участки разрежения). Радиационное давление и акустические потоки (звуковой ветер) — это так называемые эффекты второго порядка, рассматриваемые в теории нелинейной акустики [56, 57]. [c.287]

Приёмники ультразвука. Наиболее распространёнными П. у. являются электроакустические преобразователи. К ним относятся в первую очередь пьезоэлектрические преобразователи, магнитострикционные преобразователи, полупроводниковые и пьезополупроводниковые преобразователи, электростатические приёмники и электродинамические приёмники. Приёмники этого типа преобразуют акустич. сигнал в электрический крайне малая инерционность позволяет воспроизводить временную форму сигнала и, следовательно, получать сведения о его фазе, частоте и спектре. В зависимости от конструкции приёмного элемента, а также от функциональных особенностей применяемой с приёмником электронной схемы электроакустические преобразователи могут служить приёмниками звукового давления, колебательной скорости, ускорения, смещения. Термические приёмники используются в основном для измерения интенсивности звука они имеют значительную инерционность. Благодаря большой инерционности усреднённые по времени показания дают приёмники механич. типа — Рэлея диск и радиометр. Первый служит для измерения амплитуды колебательной скорости, второй — для измерения радиационного давления, т. е. плотности звуковой энергии и интенсивности звука. Звуковое давление и интенсивность звука могут измеряться также различными оптич. методами (напр., по дифракции света на ультразвуке), основанными на изменении показателя преломления среды под действием акустич. колебаний, возникновении двойного лучепреломления и других оптич. эффектов в звуковом поле. [c.269]

Мощные ультразвуковые поля — это вторая книга коллективной монографии Физика и техника мощного ультразвука , выходящей в трех книгах под редакцией профессора Л, Д, Розенберга. Она посвящена эффектам возникающим в ультразвуковых полях высокой интенсивности и являющимся основой ультразвуковой технологии. Подробно рассмотрены нелинейное поглогцение мощных ультразвуков, радиационное давление, акустические течения и ультразвуковая кавитация. Книга базируется на оригинальных ис-следованиях, выполненных советскими учеными, а также на достижениях зарубежных авторов. Издание рассчитано на широкий круг читателей— научных работников, конструкторов и технологов занятых изучением и применением мощных ультразвуковых колебаний. [c.2]

Чтобы все же убедиться, что ваш прибор реагиру ет на радиационное давление, а не на что-либо иное, поступите следующим образом. Настроив генератор в резонанс с вибратором, добейтесь отклонения крылышка радиометра и выключите генератор. После того как коромысло радиометра займет исходное положение, включите ультразвук. Крылышко немедленно отклонится. Следовательно, прибор реагирует на радиационное давление — ведь на образование акустического ветра необходимо заметное время, в течение которого придет в движение воздух. [c.111]

Радиационное давление и акустические потоки в жидкости. При интенсивном ультразвуке форма волны искажается — она принимает пилообразную форму с крутым подъемом переднего фронта. Это приводит к появлению радиационного давления и акустических потоков. Последние носят вихревой характер и возникают в свободном неоднород-нем поле и вблизи препятствий, находящихся в звуковом поле. [c.26]

Радиационное давление и звуковой ветер играют существенную роль, в частности, в возникновении эффекта фонтанирования. Эффект фонтанирования жидкости при падении на ее свободную поверхность ультразвуковой волны от источника, находящегося в этой жидкости, был замечен еще в первых опытах Р. Вуда и А. Лумиса [1]. Впоследствии были установлены некоторые зависимости, характеризующие это явление. Известно, например, что высота фонтана растет с увеличением интенсивности ультразвука, что может быть использовано для качественного суждения о ней [19, 20]. В результате фонтанирования [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...