ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы получения ультразвуков из "Применение ультраакустических методов в практике физико-химических исследований" В настоящее время различные способы получения ультразвуков можно разделить на три группы механические, пьезоэлектрические и магнитострикционные. К механическим генераторам ультразвуков надо отнести свисток Гальтона [13] и газоструйный генератор [14]. С помощью свистка Гальтона можно получать ультразвуки с частотами от 3,5-10 до ЮО-Ю г/ . В свистке Гальтона (рис. 1) поток воздуха направляется через кольцеобразную щель С на острые края О короткой цилиндрической трубки — резонатора V. Струя воздуха, попадая на острые края резонатора, вызывает возникновение звуковых колебамий. Возникипю колебания имеют различные частоты, но колебания, совпадающие по частоте с частотой собственных колебаний резонатора, усиливаются. Таким образом, практически излучается монохроматическая волна. Меняя длину резонатора, можно изменять частоту излучаемых колебаний. В физико-химических исследованиях свисток Гальтона не применяется. [c.17] Кристалл кварца и пластинка А -среза. [c.19] На практике при физико-химических исследованиях для получения ультразвуковых колебаний пользуются почти исключительно пьезоэлектрическимиилимагнитострикционными генераторами. [c.19] В пьезоэлектрических излучателях используется способность некоторых кристаллов электрически поляризоваться при растяжении или сжатии. Пьезоэлектрическими свойствами помимо кварца обладают кристаллы турмалина, сегнетовой соли, титаната бария и некоторые другие. Чап1е всего в качестве материала для излучателей ультразвука используются пластинки, вырезанные из кристалла кварца. [c.19] Кристалл кварца (рис. 3) имеет одну ось симметрии третьего порядка (ось Z) и три перпендикулярные к ней оси симметрии второго порядка Л А , Х2Х2, ось 2 называют оптической осью, осп А А---электрическими осями. [c.19] Коэффициент для кварца имеет значение 6,4-10 в том случае, если сила выражена в динах, а заряд — в абсолютных электростатических единицах. [c.20] Если заменить растяжение сжатием, то знаки зарядов изменятся на обратные. На других гранях параллелепипеда заряды при этом возникать не будут. [c.20] На других гранях и в этом случае заряды возникать не будут. Сжатие или растяжение пластинки вдоль оси Z не вызывает появления зарядов ни на одной из граней. [c.20] Пьезоэлектрический эффект обратим, т. е. при помещении кристаллической пластинки в электрическое поле пластинка будет деформироваться. Если рассмотренную выше пластинку расположить между обкладками заряженного конденсатора, как это изображено на рис. 4, то вдоль оси X пластинка расширится, а вдоль оси У сожмётся. При перемене знаков зарядов на обкладках конденсатора знаки деформаций изменяются на обратные. [c.20] Таким образом, при разности потенциалов в 1000 в кварцевая пластинка толщиною в 1 см будет удлиняться приблизительно на 20 А. Если толщина пластинки 0,1 см, то при прежней разности потенциалов напряжённость поля возрастёт в 10 раз и в 10 раз увеличится относительное удлинение. Полное же удлинение останется неизменным. [c.21] При помеп1ении кварцевой пластинк в переменное электрическое поле её форма будет изменяться в такт с изменениями электрического поля. Однако, как показывает приведённый выше расчёт, возникшие при этом колебания будут маломощными. [c.21] Поэтому, как правило, кварцевую пластинку заставляют колебаться с частотою, совпадающей с частотою её собственных колебаний. [c.21] Для получения колебаний более высоких частот кварцевая пластинка возбуждается на гармониках, С. Я. [c.23] Соколов [17] получил ультразвуковые колебания с частотою 10 гц и не считает это пределом ). [c.23] Следует иметь в виду, что пластинки А -среза обладают многоволнистостью, т. е. у них существует несколько весьма близких резонансных частот, отвечающих одному номеру гармоники. [c.23] Для борьбы с многоволнистостью предлагалось несколько способов [299]. Большое влияние, как оказалось, имеет отношение длины пластинки к сё ширине (толщина пластинки влияния не оказывает). Для расчёта размеров одноволнистых пластинок Л -среза можно воспользоваться номограммой, изображённой на рис. 5 . [c.23] Многими авторами [1, 18, 29] указывалось на то обстоятельство, что ультраакустические измерения осложняются неоднородностью ультразвукового поля, создаваемого кварцем, С помощью метода тёмного поля можно сделать видимым ультразвуковое поле, создаваемое кварцем [19]. На рис. 8 изображены фотографии как однородного поля (а), так и весьма неоднородных полей (б) и (/ ), создаваемых кварцем,. [c.24] Вернуться к основной статье