Ультраакустическая волна

Cтраница 2

До известной степени аналогичен флуорометру Гавиола флуоро-метр Физического института Академии наук, построенный Л.А. Ту-мерманом и М.Д. Галаниным, в котором модуляция светового пучка производится с помощью дифракции на ультраакустических волнах. Этот метод имеет преимущество перед методом Керра ввиду своей большой светосилы. В настоящее время строятся и другие еще более быстро работающие флуорометры, также использующие возможность измерять малые запаздывания по фазе. [16]

Только в полупроводниках можно создать такие уело вия, при которых концентрация и скорость электронов достаточны для того, чтобы наблюдать эффект Вавилова - Черепкова. Частота генерируемых ультраакустических волн достигает сотен миллионов периодов в секунду. Можно надеяться, что дальнейшие исследования в этом направлении приведут к практически полезным резуль-татам, например в разработке полупроводниковых генераторов акустических колебаний сверхвысоких частот. [17]

Поэтому для света жидкость, в которой распространяется ультраакустическая волна, представляет собой фазовую решетку ( см. § 48), ибо при прохождении света через столб такой жидкости происходит изменение не амплитуды, а фазы световой волны. Если заставить ультраакустическую волну отражаться от дна сосуда, то наложение проходящей и отраженной волн поведет к образованию стоячей ультраакустической волны, которая также представляет собой периодическую структуру переменной плотности и, следовательно, переменного показателя преломления света. [18]

Таким образом, в той части среды, где находится мощный импульс, показатель преломления оказывается зависящим от времени. Вместе с тем на примерах рассеяния света, дифракции на ультраакустической волне, отражения от движущегося зеркала и т.п. мы видели, что изменение оптических свойств во времени обязательно приводит к изменению спектрального состава излучения, распространяющегося в такой нестационарной среде. Разумеется, конкретный вид модификации спектра определяется законом модуляции свойств среды, но само изменение спектра вызвано только ее нестационарностью. [19]

Интересно отметить, что электрокинетическая точка зрения не исключает выводов молекулярно-кинетической теории, а определяет их как естественное отражение пондеромоторных электромагнитных сил. Она также объединяет идеи Дебая, предложившего рассматривать тепловое движение в твердых телах как суперпозицию ультраакустических волн. [20]

Однако в период с 1949 по 1954 г. были проведены опыты по определению толщины ударной волны и измерению скорости ультраакустических волн в разреженном гелии. [22]

Однако в период с 1949 по 1954 г, были проведены опыты по определению толщины ударной волны и измерению скорости ультраакустических волн в разреженном гелии. [23]

Схема наблюдения дифракции на ультраакустических волнах. [24]

Для большинства жидкостей скорость ультразвуковых волн, не отличающаяся от скорости обычных звуковых волн, составляет около 1000 - 1500 м / с. Для прозрачных твердых тел ( стекло, кварц) скорости составляют 5000 - 6000 м / с. Поэтому во всех этих веществах можно удобно осуществлять опыты по дифракции на ультраакустических волнах с частотами колебаний до 10 Гц и выше. При работе со стоячими волнами важно, чтобы интенсивность отраженной волны была близка к интенсивности проходящей. Поэтому лучше работать с веществами, где ультраакустические волны слабо поглощаются. Из жидкостей такими слабопоглощающими являются ксилол и вода. Следует иметь в виду, что поглощение возрастает пропорционально квадрату частоты ультраакустической волны. [25]

Фазовые решетки со специальным профилем для концентрации энергии в отдельных спектрах различных порядков. а - отражательная решетка. б - пропускающая решетка. [26]

Решетки, изображенные на рис. 9.22, представляют собой, по существу, фазовые решетки, отдельные элементы которых отличаются не различием в отражающей или пропускающей способности, влияющей на амплитуду волны, а своей способностью изменять фазу волны. В данном случае изменение фазы происходит вследствие геометрической формы пластинки, отражающей или пропускающей волну. Можно воздействовать на фазу волны, осуществляя различие в показателе преломления пропускающего слоя при его неизменной толщине; такого рода фазовые решетки удается создавать, вызывая в прозрачном теле ультраакустическую волну. [27]

Такая колеблющаяся пластинка излучает упругие ( ультраакустические) волны, которые со скоростью звука распространяются в окружающей среде. Поместив колеблющийся кварц в какую-нибудь жидкость, например ксилол, мы получим ультраакустические волны в этой жидкости. Упругая волна в жидкости есть волна сжатия и разрежения, которая распространяется с определенной скоростью. Таким образом, жидкость, в которой распространяется ультраакустическая волна, представляет собой периодическую последовательность областей сжатия и разрежения, т.е. областей, характеризующихся также и различием в показателе преломления света. Поэтому для света жидкость, в которой распространяется ультраакустическая волна, представляет собой фазовую решетку ( см. § 48), ибо при прохождении света через столб такой жидкости происходит изменение не амплитуды, а фазы световой волны. [28]

Интересно отметить, что фазовая решетка, осуществляемая с помощью ультраакустических волн, отличается еще одной особенностью. Показатель преломления не только имеет простран - 10.5. Спектры ственную периодичность, но и меняется периоди-полученные при ди - чески во времени, с периодом ультраакустической фракции на ультра - волны, т.е. примерно 107 - 108 раз в секунду. Это акустической волне приводит к тому, что интенсивность дифрагировавшего света испытывает периодическое изменение с той же частотой, т.е. модуляцию. Согласно изложенному в § 4 это означает, что если на ультраакустическую волну падает монохроматический свет частоты v к, Ь 1014 Гц, то дифрагировавший свет имеет измененную частоту, равную v N, где Ж - частота примененной ультраакустической волны. Если N - 108 Гц, то это изменение частоты незначительно и составляет несколько десятимиллионных от первоначальной. [29]

Страницы: 1 2 3