Cтраница 4
Частоты, связанные с колебаниями и механическими волнами, значительно меньше частот электромагнитных колебаний при той же самой механической длине волн. Исследуя механические волны, мы можем трактовать электромагнитное поле как квазистатическое. [46]
В механике волновой процесс происходит в среде, частицы которой связаны между собой упругими силами. Рассматривая механические волны, можно получить соотношения, которые имеют наиболее общий характер и могут быть использованы для описания волновых процессов более сложной природы, например при изучении электромагнитных волн. [47]
С признанием электромагнитной теории света постепенно исчезли все затруднения, связанные с необходимостью введен / ия гипотетической среды - эфира, который приходилось рассматривать как твердое тело. Световые волны - это не механические волны в особой всепроникающей среде - эфире, а волны электромагнитные. Электромагнитные же процессы подчиняются не законам механики, а своим собственным законам. Эти законы и были установлены в окончательной форме Максвеллом. [48]
Явление излучения подобных волн твердыми телами известно уже более 100 лет. Так, при деформировании древесины и олова возникающие механические волны обладают в звуковом диапазоне частот энергией, достаточной для восприятия их на слух даже без применения специальной аппаратуры. [49]
Однако необходимы более веские доказательства того, что свет при распространении ведет себя как волна. Любому волновому движению, как говорилось ранее в главе Механические волны, присущи явления интерференции и дифракции. Для того чтобы быть уверенным в том, что свет имеет волновую природу, необходимо найти экспериментальные доказательства интерференции и дифракции света. [50]
Блок-схема установки ПИК-5. [51] |
Для преобразования электрических сигналов в механические ультразвуковой частоты в приборе использован сегнетовый преобразователь. Для приема ультразвуковых колебаний применен также кристалл сегнетовой соли, преобразующий механические волны в электрические сигналы. Введение нормализующего устройства позволило производить отсчет с большой точностью, так как усиленный импульс с нечетким вступлением преобразовывается в нормализованный импульс с крутым передним фронтом. [52]
После того как поперечность световых волн была обнаружена и подтверждена многочисленными экспериментами, в уме Френеля родилась идея будущей динамической теории света, которая должна была быть построена в полном соответствии с принципами механики и характером оптических явлений на основе свойств эфира и свойств действующих на него сил. Эфир с необходимостью представлялся упругим твердым телом, поскольку лишь в таких веществах могут существовать поперечные механические волны. Но во времена Френеля математическая теория упругости твердых тел еще была неизвестна. Френель, возможно, с самого начала считал, что аналогию между эфиром и материальными веществами не удастся провести особенно далеко. Так или иначе, он предпочел исследовать законы распространения света экспериментально и истолковывать их на основе идеи поперечных волн. [53]
Элемент двойственности и нечеткости в терминологии возникает потому, что движение вещества, частиц плазмы, приклеенных к силовым линиям магнитного поля, происходит вдоль распространения волпы, как и полагается в случае продольных волн, которые рассматриваются в механике жидкостей и газов. Иными словами, магнитно-звуковые колебания, распространяющиеся поперек внешнего поля - это поперечные электромагнитные, но продольные механические волны. [54]
Звуком называются механические волны, частоты которых лежат в пределах от 17 - 20 до 20000 Гц. Механические волны таких частот производят ощущение звука. Механические волны с частотами ниже 17 Гц называют инфразвуками, а свыше 20 000 Гц - ультразвуками. [55]
Как известно, для получения чистого звука пользуются к а-мертоном. Когда эти волны достигают уха человека, то они приводят в вынужденные колебания барабанную перепонку внутри уха, и человек ощущает звук. Механические волны, которые вызывают у человека ощущение звука, называют звуковыми. [56]
В качестве примера приведем пьезоэлектрическую линию задержки из стержня плавленного кварца, на концах которого установлены преобразователи из пьезокварцевого кристалла. Излучатель, возбуждаемый электрическим сигналом, создает продольные механические волны в стержне, которые распространяются к приемнику, вызывая в нем электрический сигнал, подобный электрическому сигналу на вхюде излучателя, но запаздывающий на время пробега волн по стержню. Для возможно большей эффективности этого преобразования желательно сделать механические волновые сопротивления материала преобразователя и стержня - линии задержки близкими или одинаковыми. С этой целью стержень-линия задержки часто выполняется из того же кварца. [57]
Как известно, при сухом трении твердых тел происходят пластические деформации вершин микронеоднородностей поверхности, а также слипание тел на участках истинного контакта, где действуют силы молекулярного сцепления. При взаимном скольжении тел происходит разрыв старых и образование новых участков контакта. Сухое трение может сопровождаться образованием микротрещин на поверхности, подвергаемой фению. Все эти процессы способны, очевидно, возбуждать механические волны. Подобные процессы могут возникать и во внутренних объемах материала, тогда вызванные ими механические волны следует относить к акустической эмиссии. [58]
Возникающие же при этом ударные волны интенсивно разрушают слои смазки, грязи и пр. Одновременно происходит также химическое взаимодействие загрязнений о жидкостью-растворителем. Звуковые колебания частотой 15 - 30 кгц создаются пьезокварцевым или магнито-стрикционным излучателем. Принцип работы пьеззоэлектрическо-го излучателя состоит в преобразовании электрических колебаний в упругие механические волны промежуточной среды ( фиг. [59]