Гиперзвуковая волна
Cтраница 3
УЗ - и гиперзвуковых волн с возбуждениями в твердом теле, такими, как тепловые колебания решетки ( фононы), электроны, спиновые волны и пр. [31]
 |
Изменение фазового фронта световой полны при самофокусировке света.| Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна. [32] |
Это давление связано с возникшей гиперзвуковой волной ( частота около 10 Гц), изменяющей показатель преломления п по закону бегущей волны. [33]
Рассеяние света на адиабатических флуктуациях плотности ( первое слагаемое в ( 1)) сводится к дифракции света на тепловых упругих дебаевских волнах. В спектре рассеянного света вследствие модуляции затухающей гиперзвуковой волной в простейшем случае, когда может распространяться одна продольная волна ( жидкость), будет наблюдаться дублет-компоненты Мандельштама-Бриллюэна конечной ширины. [34]
Время существования такого отклонения, так же как и в рассмотренном выше случае при 7V 300 К, занимает всего 10 - - 13 сек. Если принять, что средняя продолжительность существования мелкоструктурной флуктуации равна полупериоду гиперзвуковой волны, длина которой равна диаметру флуктуации, то, полагая скорость распространения гиперзвуковых волн - 1 5 - 105 см, найдем, что условие ( 15 2) будет выполняться при линейных размерах флуктуации плотности - 10 - 6 см. Для низкомолекулярных жидкостей это соответствует 5 - 10 координационным сферам. Легко показать ( см. § 16 и 17), что в элементах объема таких относительно больших размеров средний квадрат флуктуации плотности вдали от критической точки жидкость - пар мал. [35]
УЗ диапазона ( 107 - 108 гц) относительно мало поглощение вчистом кристаллич. В достаточно чистых монокристаллах ( кварца, алюминия, кремния, германия) затухание даже гиперзвуковых волн (: sl092if) удается значительно уменьшить, понижая темп-ру до темп-ры жидкого гелия. [36]
Использование гиперзвуковых волн с частотами выше 10 ГГц в значительной степени связано с разработкой эффективных методов возбуждения, трансляции и детектирования. Для возбуждения гиперзвука пьезокристалл помещают в электромагнитное поле, которое вызывает в нем упругие деформации, служащие источником объемных гиперзвуковых волн. В силу линейности пьезоэффекта распространение гиперзвука в таком кристалле приводит к возбуждению электромагнитного поля. Причем вследствие весьма малой длины волны гиперзвука возбуждение его, как и обратное преобразование в электромагнитное поле ( детектирование), происходит вблизи граничных плоскостей пьезо-кристалла. Эффективность трансформации электромагнитного поля в гиперзвук и его летектирование характеризуется коэффициентом двойного преобразования г), который определяется как отношение мощности электромагнитной волны, порожденной гиперзвуком, к мощности той же волны, возбудившей его в кристалле. [37]
Полученный после такой обработки экспериментальных данных спектр рассеяния есть спектр адиабатических флуктуации плотности. Для того чтобы анализ был возможен, необходимо еще, чтобы мандельштам-брил-люэновские линии были не слишком широки - поглощение гиперзвуковых волн на длину волны аК должно быть меньше единицы. Будем считать это условие выполненным достаточно хорошо, чтобы можно было всегда ограничиваться поправками порядка ( ал / л) 2 в формулах для частот и ал / я - для ширины линий. [38]
При использовании гиперзвуковых волн возникает вопрос об их поглощении, или гиперзвуковой прозрачности исследуемого твердого тела. Дело в том, что даже в совершенных диэлектрических кристаллах при относительно высоких температурах ( порядка температуры Дебая в) гиперзвуковая волна испытывает сильное поглощение. Так, в кристалле кварца поглощение гиперзвука при комнатной температуре на частоте 10 ГГц составляет 60 - 70 см - и возрастает пропорционально квадрату частоты. [39]
 |
Схема тонкой структуры линии рассеяния. [40] |
В аморфном твердом веществе ( стекло) скорости двух поперечных волн совпадают и поэтому вместо шести компонент появляются четыре. Наконец, в жидкости наблюдаются только две компоненты, так как флуктуации плотности в ней можно рассматривать как результат распространения гиперзвуковых волн. Однако в отличие от твердого вещества в жидком отсутствуют поперечные звуковые волны. [41]
 |
Устройство для точечного возбуждения гиперзвука. [42] |
При этом оказалось, что затухание в кварце при температуре жидкого гелия весьма мало и не превышает 0 3 см-1 для продольной и поперечных гиперзвуковых волн. [43]
Время существования такого отклонения, так же как и в рассмотренном выше случае при 7V 300 К, занимает всего 10 - - 13 сек. Если принять, что средняя продолжительность существования мелкоструктурной флуктуации равна полупериоду гиперзвуковой волны, длина которой равна диаметру флуктуации, то, полагая скорость распространения гиперзвуковых волн - 1 5 - 105 см, найдем, что условие ( 15 2) будет выполняться при линейных размерах флуктуации плотности - 10 - 6 см. Для низкомолекулярных жидкостей это соответствует 5 - 10 координационным сферам. Легко показать ( см. § 16 и 17), что в элементах объема таких относительно больших размеров средний квадрат флуктуации плотности вдали от критической точки жидкость - пар мал. [44]
Страницы: 1 2 3 4 5