"Установлено неиз-
вестное ранее явление возникновение в телах, проводящих ток,
перемещенных в магнитном поле, при прохождении через них зву-
ка, электродвижущей силы поперек направления распространенияз-
вука, обусловленной взаимодействием со звуковой волной носите-
лей заряда, находящихся в различных энергетических
состояниях". На основе открытия уже сделано ряд изобретений.
А.с. 512 422: Способ измерения времени релаксации энергии
носителей заряда в кристалле, заключающийся в измерении прово-
димости и разности потенциалов на исследуемом образце, отлича-
ющийся тем, что с целью упрощения и повышения точности измере-
ния, в образец вводят ультразвуковую волну, измеряют разность
потенциалов в направлении распространения волны и проводимость
в перпендикулярном направлении.
А.с. 543 140: Способ усиления поверхностных звуковых волн
в пьезоэлектическом полупроводнике основанный на взаимодейс-
твии звуковых волн с электрическим полем, отличающийся тем,
что с целью повышения эффективности усиления, дрейфовое напря-
жение прикладывается в направлении, перпендикулярном распрост-
ранению поверхностной звуковой волны.

5.4. Волновое движение.
Волна - это возмущение, распространяющееся с конечной
скоростью в пространстве и несущее с собой энергию. Суть вол-
нового движения состоит в переносе энергии без переноса ве-
щества. Любое возмущение связано с каким-то направлением (век-
тор электрического поля в электромагнитной волне, напрвление
колебаний частиц при звуковых волнах, градиент концентрации,
градиент потенциала и т.д.). По взаимоположению вектора возму-
щения и вектора скорости волны, волны подразделяются на про-
дольные (направление вектора возмущения совпадает с направле-
нием вектора скорости) и поперечные (вектор возмущения
перпендикулярен вектору скорости). В жидкостях и газах возмож-
ныв только продольные волны, в твердых телах и продольные и
поперечные.
Волна несет с собой и потенциальную и кинетическую энер-
гию. Скорость волны, т.е. скорость распространения возмущения,
зависит как от вида волны, так и от характеристик среды, нап-
ример, от прочности бетона при затвердевании. Измеряя скорость
распространения ультразвука можно определить, какую прочность
набрал бетон в процессе выпаривания. ("Знание-сила"II,1969)
В Японии предложено пропускать ультразвук через стальные
изделия перпендикулярно тем поверхностям, расстояние между ко-
торыми нужно измерить. Стальные изделия помещались в остную
ванну, которая просвечивалась ультразвуковыми импульсами. Из-
мерив время необходимое для прохождения импульса от каждого
вибратора, определяли внешние разхмеры изделия /заявка Японии
N 51-23193/.
При наличии дисперсии волн (см. раздел 5.4.7.) понятие
скорости волны становится не однозначным; приходится различать
фазовую скорость (скорость распространения определенной фазы
волны) и групповую скорость, являющуюся скорость переноса
энергии, что усложняет различные измерительные работы с по-
мощью различного вида колебаний. В случае же когерентного ко-
лебания фазовая скорость может нести информацию о свойствах
среды.
А.с. 288 407: Способ измерения паросодержания пароводяных
смесей и количества парогазовых включений по а.с. N'131138,
отличающийся тем, что с целью повышения точности и чувстви-
тельности при измерениях паросодержания в высокочастотных
трактах с большими потерями, отраженный сигнал, фаза которого
характеризует измеряемый параметр, выделяют из высокочастотно-
го тракта, усиливают, ограничивают по амплитуде и сравнивают
его фазу с фазой опорного когерентного высокочастотного коле-
бания.
А.с. 412 421: Способ измерения скорости ультразвука в
средах основанный на определении времени рапространения коле-
баний с помощью фазового сдвига, отличающийся тем, что с целью
повышения точности измерения, модулируют колебания по фазе и
одновременно пропускают через исследуемую и эталонную среду,
измеряя на границах обеих сред относительную величину фазы ко-
лебаний, и по результатам измерения находят скорость ультраз-
вука в исследуемой среде.

5.4.1. Стоячие волны.
При наличии каких-либо неоднородностей в среде имеют мес-
то явления преломления и отражения волн. Если возбуждаемые в
среде волны отражаются от каких-то границ (препятствий), то
при определенном сдвиге фаз в результате наложения прямой и
отраженной волны может возникнуть стоячая волна с характерным
расположением максимумов возмущения (узлов и пучностей). При
наличии стоячей волны переноса энергии через углы нет, и в
каждом участке между двумя узлами наблюдается лишь взаимопрев-
ращение кинетической и потенциальной энергии.
А.с. 337 712: Способ определения модуля упругости бетона
путем ультразвукового прозвучивания образца, отличающийся тем,
что с целью повышения точности, фиксируют частоту ультразвуко-
вых колебаний при возникновении стоячей волны и по ней судят о
модуле упругости бетона.
А.с. 488 170: Способ ипытания кабельных изделий на виб-
ростойкость путем создания колебаний в закрепленном по концам
образца, находящемся под натяжением, отличающийся тем, что с
целью повышения надежности испытаний кабель-буксирных комплек-
таций, на образце кабеля закрепляют соединитель, идентичный по
весу, размерам, и элементам фиксации муфте изделия, концы зак-
репляют шарнирно, возбуждают в нем стоячие волны, а соедини-
тель размещают в узле стоячей волны.
5.4.2. Эффект Доплера-Физо.
Еслирегистрировать колебания в точке, расположенной на
каком-либо расстоянии от источника колебаний и неподвижной от-
носнего, то частота регистрируемых колебаний будет равна час-
тоте колебаний источн Если же источник и приемник приближаются
друг к другу, то частота регистрируемых колебаний будет выше
частоты колебаний источника. При взаимном удалении приемника и
источника приемник будет регистрировать понижение частоты ко-
лебаний. При этом изменение частоты зависит от скорости взаим-
ного движения источника и приемника. Этот эффект был впервые
открыт Доплером в акустике, позже его независимо открыл Физо и
рассмотрел его в случае световых колебаний.

На основе этого эффекта создан прибор для измерения ско-
рости супертанкеров при швартовых операциях,, длина волны ис-
пользована малая (микроволновый сигнал). Очевидно подобный
прибор может быть использован и в других областях техники.
Патент США 3 555 899: Установка для ультразвукового изме-
рения расхода жидкостей в трубопроводе. Имеется устройство для
создания двух траекторий распространения ультразвука между
противоположными боковыми стенками трубопровода и устройство,
которое направляет эти траектории таким образом, что они рас-
полагаются в плоскости, проходящей через параллельно продоль-
ные прямые, и наклонены к обоим прямым под взаимно дополняющи-
ми углами. Установка имеет устройство, которое посылает
ультразвуковые колебания в двух противоположных направлениях
по каждой из двух траекторий. Расход определяется путем изме-
рения скорости распространения колебаний по направлению потока
и навстречу потоку и вычисления среднего значения разности
между указанными различными скоростями. Распространение звуко-
вых колебаний по одной траектории может быть обеспечено путем
отражения ультразвуковых колебаний, идущих по другой траекто-
рии.
Патент США 3 564 488: Прибор для измерения скорости дви-
жущихся обьектов, например, для измерения скорости движения
тела по рельсам. По одному из рельсов пускаются ультразвуковые
волны. В приборе имеется пьезоэлектрический преобразователь
который служит для обнаружения доплеровской частоты в отражен-
ном сигнале, исходящеи от точки, расположенной вблизи места
контакта движущегося тела с рельсом. Частота Допплера исполь-
зуется для измерения скорости движущегося по рельсам обьекта.

5.4.3. Поляризация.
Поляризация волн - нарушение осевой симметрии поперечной
волны относительно направления распространения этой волны. В
неполяризованной волне колебания (векторов смешения и скорости
частиц среды в случае упругих волн или векторов напряженностей
электрического и магнитного полей в случае электромагнитных
волн) в каждой точке пространства по всевозможным направлениям
в плоскости, перпендикулярной направлению распрстранения вол-
ны, быстро и беспорядочно сменяют друг друга так, что ни одно
из этих направлений колебаний не является преимущественным.
Поперечную волну называют поляризованной, если в каждой точке
пространства направление колебаний сохраняется неизменным (ли-
нейнополяризованным) или изменяется с течением времени по оп-
ределенному закону - (циркулярно или элептическиполяризован-
ной).

Поляризация может возникнуть вследствие отсутствия осевой
симметрии в возбуждающем волну излучателе (например, в лазе-
рах), при отражении и приломлении волн на границе двух сред
(наибольше степень поляризации имеет место при отражении под
углом Брюстера тангенс угла равен коэффициенту преломления от-
ражающей среды) при рапространении волны в анизотропной среде.
А.с. 269 588: Способ определения стойкости стекла в спаях
с металлом к электролизу, состоящий в том, что через термоста-
тированный образец пропускается электрический ток, причем нап-
ряжение питающего источника остается постоянным, и измеряют
величину тока, проходящего через образец, отличающийся тем,
что с целью повышения точности наблюдений, о ходе процесса
электролиза судят по измерению картины механических напряжений
в местах спая с металлом, наблюдаемой в лучах поляризованного
света.
А.с. 452 786: Способ магнитного контроля ферромагнитных
материалов, заключающийся в том, что на поверхность предвари-
тельно намагниченного материала наносят индикатор и по рисун-
ку, образованному под воздействием полей рассеяния, судят о
качестве изделия, отличающийся тем, что с целью повышения его
чувствительности, в качестве индикатора используют монокрис-
таллическую пленку магний-марганцевого феррита с полосовой до-
менной структурой, а изменение состояния индикатора наблюдают
в поляризованном свете.
А.с. 221 345: Способ контроля кристаллизации кондитерских
масс, например, ирисной, в процессе производства путем микрос-
копирования исследуемого образца, отличающийся тем, с целью
повышения точности контроля, микроскопирование осуществляют в
проходящем поляризованном световом луче с измерением при этом
интенсивности светового потока с последующим определением со-
держания кристаллов.
А.с. 249 025: Способ оценки распределния контактных нап-
ряжений по величине деформации пластичной прокладки, распола-
гаемой в зоне контакта между соприкосающимися поверхностями,
отличающийся тем, что с целью повышения точности, в качестве
пластичной прокладки используют пленку из оптически чувстви-
тельного материала, которую затем просвечивают поляризованным
светом в направлении действия контактных сил, и по картине по-
лос судят о распределении контактных напряжений.
5.4.4. Вобщем случае д и ф р а к ц и я - это отлонения
волновых движений от законов геометрической /прямолучевой/ оп-
тики. Если на пути распространения волны имеется препятствие,
то на краях препятствия наблюдается огибание волной края. Если
размеры препятствия велики по сравнению с длиной волны, то
распрстранение волны почти не отклоняется от прямолинейного,
т.е. дифракционные явления не значительны. Если же размеры
препятствия сравнимы с длиной волны, то наблюдается сильное
отклонение от прямолинейного распространения волнового фронта.
При совсем малых размерах препятствия волна полностью его оги-
бает - она "не замечает" препятствия. Очевидно, величина отк-
лонения /количественная характеристика дифракции/ при заданном
препятствии будет зависеть от длины волны; волны с большей
длиной будут сильнее огибать препятствие.

Такое разделение волны используется в дифракционных
спектроскопах, где белый свет /совокупность волн различной
длины/ располагается в спектр с помощью дифракционной решетки-
системы частых полос.
В авторском свидетельстве N'249 468 изменение дифракцион-
ной картины при изменении размеров препятствий использовано
для градировки магнитного поля, под действием которого изменя-
ются параметры ферромагнитной пленки с полосовой доменной
структурой: Способ градировки магнитного поля спомощью этало-
на, отличающийся тем, что с целью повышения точности и упроще-
ния процесса градуровки эталон, в качетве которого использова-
на тонкая ферромагнитная пленка с полосовой доменной
структурой, на которую нанесен магнитный коллоид, намагничива-
ют под определенным углом к направлению силовых линий градуи-
руемого поля, освещают его светом и наблюдают диффрагировавший
на эталоне луч света, затем увеличивают градуируемое поле по
величине, при которой исчезает наблюдаемый луч, сопоставляют
эту величину с известным значением поля переключения эталона.
А.с. 252 625: Способ определения статистических характе-
ристик прозрачных диэлектрических пленок, заключающийся в том,
что через исследуемую пленку пропускают луч света, отличающий-
ся тем, что с целью упрощения процесса и сокращения времени
определения, на пути луча когенентного света за исследуемой
пленкой устанавливают экран с отверстием, вращают исследуемую
пленку в плоскости, перпендикулярной оси луча, получают усред-
ненную дифракционную картину от отверстия и затем из сравнения
полученной усредненной дифракционной картины с расчетной кар-
тиной определяют статические характеристики пленки.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35