Ве-
личина термофоретических сил пропорциональна квадрату радиуса
частицы, скорость же движения частицы под действием этих сил
- скорость термофореза - не зависит от ее размера вследствие
соответствующего возрастания силы сопротивления среды.
А.с. 261 400: Способ зарядки частиц, заключающийся в
том, что при помощи коронного разрядника, содержащего зазем-
ленный металлический электрод и коронирующие проволочки,
подключенные к одному из полюсов высоковольтного источника
тока, получают поток ионов определенного знака движущихся к
металлическому электроду и сообщающих заряд частицам аэрозо-
ля, отличающийся тем, что с целью улучшения условий эксплуа-
тации коронного разрядника и повышения качества электрофотог-
рафических изображений, получаемых пылевым методом
проявлений, заземленный металлический электрод и коронирующие
проволочки нагревают, например, электрическим током до такой
температуры, при которой ввиду проявления термофоретических
сил заряженные частицы аэрозоля не могут осаждаться в области
плазмы коронного разряда.

19.2. Фотофорез.

Если аэрозоль осветить интенсивным направленным пучком
света, то аэрозольные частицы начинают совершать упорядочен-
ные движения, причем некоторые из них в направлении распрост-
ранения света (положительный Ф.Ф.), а другие навстречу ему
(отрицательный Ф.Ф.). Наиболее сильно Ф.Ф. проявляется на ок-
рашенных частицах. Тип Ф.Ф. зависит от цвета и от ее размера.

В основе явления лежит совместное действие на частицу
светового давления и термофоретических сил. Преобладание од-
ного из этих факторов определяет тип Ф.Ф. Так, для мелких
частиц основным фактором является световое давление, оно и
обуславливает в данном случае положительный фотофорез.


19.2.1. Интенсивное явления обнаружено в аэрозолях селе-
новой и железной пыли. В этих системах под влиянием светового
потока аэрозольные частицы начинают двигаться в направлении
перпендикулярном направлению распространения света.


19.3. Стробоскопический эффект.

Если быстро вращающееся тело освещать импульсами света,
частота следования которых совпадает с круговой частотой вра-
щения, то наблюдатель будет видеть тело как бы неподвижным.
Это позволяет рассматривать особенности его поверхности или
какие-либо ее изменения, не останавливая вращения тела.
А.с. 515 936: Способ определения окружных люфтов транс-
миссий с ведомым и ведущими валами, заключающийся в том, что
на ведомом валу наносят базовую метку и вращают его с опреде-
ленной и постоянной угловой скоростью, отличающийся тем, что
с целью повышения точности определения люфтов, освещают базо-
вую метку стробоскопическими импульсами с частотой при кото-
рой метка кажется неподвижно изменяют синхронно скорость вра-
щения ведущего вала и частоту импульсов и определяют угол
отклонения метки от первоначального ее положения, по которому
судят о люфтах трансмиссий.

Если частоты световых импульсов и вращения тела несколь-
ко отличаются, то будет наблюдаться кажущееся вращение тела,
скорость которого гораздо меньше действительной скорости вра-
щения. Сказанное справедливо и для поступательного (колеба-
тельного) движения тел.

Стробоскопический эффект лежит в основе кино. Отдельные
изображения последовательных стадий движения, быстро сменяя
друг друга, создают иллюзию непрерывного движения. При этом
важную роль играет особенность нашего светового восприятия -
инерционность, глаз как бы "видит" изображение предыдущего
кадра некоторое время после того, как экран погас.

Движение в кинофильме может быть ускоренным или замед-
ленным в зависимости от соотношения частот сьемки и воспроиз-
ведения, что используется для визуализации быстро - или мед-
ленно - протекающих процессов.

Несмотря на свою простоту, стробоскопический метод может
являться основой многих тонких исследований.
А.с. 255 684: Фазовый способ измерения длины волны уль-
тразвука, основанный на использовании стробоскопического эф-
фекта при помощи бегущих ультразвуковых волн, отличающийся
тем, что с целью повышения точности, модулируют одну из бегу-
щих ультразвуковых волн, освещаемых пучком света, по фазе,
наводят последовательно ось фотоэлектрического микроскопа на
максимум освещенности видимого изображения и по расстоянию
между соседними максимумами судят о длине ультразвуковой вол-
ны.
В заключении отметим, что стробоскопический эффект явля-
ется ярким проявлением закона согласования ритмики частей
системы.

19.4. Муаровый эффект.

При наложении двух систем контрасных полос возникает
узор, образованный их сгущениями в местах, где полосы одной
системы попадают в промежутки между полосами другой системы.
Возниконовения таких узоров называют муаровым эффектом.

Простейший муаровый узор возникает при пересечении под
небольшим углом двух систем равноудаленных параллельных полос
(линий). Небольшое изменение угла поворота одной из систем
ведет к значительным изменениям расстояния между элементами
муарового узора.


19.4.1. Муаровый узор образуется также при наложении
двух непересекающихся систем равноудаленных параллельных ли-
ний, когда величина шага одной из систем слегка отлична от
другой. При этом, чем меньше разница в шаге, тем больше расс-
тояние между муаровыми полосами. Это позволяет получить ко-
лоссальное увеличение (в миллионы раз) разницы в ширине про-
межутков между линиями. Иначе говоря муаровый эффект дает
возможность визуально без применения оптических систем, обна-
руживать ничтожные отклонения в почти одинаковых периодичес-
ких структурах. В настоящее время метод муара широко применя-
ют при контроле точности делительных устройств для
изготовления дифракционных решеток.

19.4.2. Муар возникает на электронной микрофотографии
двух кристаллов, наложенных таким образом, что их атомные ре-
шетки почти совпадают. Любой деффект нарушающий регулярность
структуры кристалла, четко проявляется в муаровом узоре. Уве-
личение при этом таково, что позволяет видеть смещения ато-
мов, величины которых меньше диаметра самого атома.

19.4.3. Если две решетки из равноудаленных параллельных
прямых, несколько отличных по вельчине шага, двигать одну от-
носительно другой в направлении, перпендикулярном линиям, то
полосы муарового узора будут двигаться со скоростью гораздо
большей, чем относительная скорость движения самих решеток.
При этом направление их движения совпадает с направлением от-
носительного смещения решетки с меньшим шагом. Таким образом,
малое перемещение одной из решеток приводит к значительному
перемещению полос муара, которое легко обнаружить и измерить.

А.с. 297 861: Способ определения деформаций по картине
муаровых полос, отличающийся тем, что с целью повышения точ-
ности измерения деформаций, определяют отношение скоростей
взаимного премещения деформированной и эталонной сеток и ско-
рости перемещения муаровой полосы и по величине этого отноше-
ния судят о величине деформаций.
Описанное проявление муарового эффекта издавна использу-
ется во всех измерительных приборах, обладающих нондусом, та-
ких, как микрометр или штангенциркуль.

19.4.4. С помощью эффекта муара можно визуализировать
ничтожные изменения показателя преломления прозрачных сред,
помещая их между решетками. Так, например, можно визуально
изучить динамику расстворения двух веществ.

19.4.5. Этот же принцип позволяет производить экс-
пресс-анализ качества оптических деталей. Линзы помещают меж-
ду решетками, наличие выпуклой линзы увеличивает элементы му-
арового узора, вогнутой - уменьшают. При этом обе линзы
поворачивают узор в противоположных направлениях на угол,
пропорциональный фокусному расстоянию. В местах неоднороднос-
тей структуры или формы линз линии узора искажаются.

Еще пример контроля оптики!

А.с. 515 937: Интерференционный способ измерения клино-
видности оптических прозрачных пластин, заключающийся в том,
что пучок света от лазера фокусирует с помощью обьектива в
плоскость отверстия в экране, за которым установливают конт-
ролируемую пластину, отличающийся тем, что с целью повышения
точности и производительности измерений, от контролируемой
пластины при ее фиксированном положении получают прозрачную
копию интерференционных колец, поворачивают пластину в ее
плоскости на 180, накладывают интерференционную картину на
копию и по ширине муаровых полос, образовавшихся от наложе-
ния, измеряют клиновидность платины.

Множество муаровых узоров можно получить, совмещая ре-
шетки, образованные самыми различными линиями, например кон-
центрическими окружностями, спиралевидными волнообразными или
радиально исходящими из точки линиями и даже семействами рав-
номерно расположенных точек. Таким образом можно моделировать
многие сложные физические явления, такие, как взаимодействие
электростатических полей, интерференция волн и другие. Подоб-
ными методами решаются некоторые задачи архитектурной акусти-
ки.

В Японии предложено использовать муаровый эффект для
составления топографических карт предметов. Обьект фотографи-
руют через решетку из тонких нитей, сбрасывающую на него чет-
кую тень. Тень деформируется в соответствии с рельефом обьек-
та и при взаимодействии ее с реальной решеткой возникает
муаровый узор, наложенный на изображение обьекта. На фотогра-
фии расстояние между линиями муара соответствует глубине
рельефа. Такой метод очень эффективен, например, при изучении
деформации быстровращающихся деталей, при анализе обтекания
тел поверхностным слоем жидкости в медицинских исследованиях
анатомического характера.

Универсальность метода муара, простота преобразования с
его помощью различных величин, близка к ИКР, высокая разреша-
ющая способность - все это говорит о том, изобретатели еще не
раз обратятся в своей практике к муаровому эффекту.


19.5. Высокодисперсные структуры.

Одной из тенденций развития технических систем является
увеличение степени дисперсности входящих в них веществ. При
этом наблюдаются качественные изменения свойств дисперсной
структуры по сравнению со свойствами монолитного нераздроб-
ленного вещества.

Высокодисперсные структуры подразделяются на сыпучие,
консолидированные и коллоидные. Из сыпучих порошков особый
интерес представляют ферромагинтные порошки, так как ими лег-
ко управлять магнитным полем (1), и их можно вводить ввиде
индикаторных добавок в немагнитные вещества с целью выяснения
условий действующих внутри исследуемого вещества (температу-
ры, давления и т.п.).

А.с. 239 643: Способ определения степени затвердевания
полимерного состава. В полимер в небольшом колличестве вводят
ферромагнитный порошок. Полимер затвердевая сдавливает части-
цы порошка, который при этом меняет свои магнитные свойства,
что легко обнаружить.

19.5.1. Консолидированные тела - это тела, полученные
путем прессования или спекания мелкого порошка (размеры час-
тиц от 10 до 100 мкм). Консолидированные тела обнаруживают
много интересных свойств (2), отличающих их от сплошного те-
ла, состоящего из того же вещества. Например, при консолиди-
ровании порошка путем прессования можно получить анизотропные
тела, несмотря на то, что вещество, составляющее частицы ве-
щества, изотропно. Параметры такого консолидированного тела
(электропроводность, теплопровоность, распространение звука,
модуль упругости и т.п.) в направлении прессования выше, чем
в сплошном теле из того же вещества, причем все свойства из-
меняются практически на один и тот же масштабный коэффициент
пропорциональности. Зная, в каком масштабе искажена одна из
условных характеристик пористого образца (например, электроп-
роводность), можно легко определить масштабы искажения и дру-
гих характеристик этого образца (теплопроводности, скорости
звука, модуля сжатия, коэффициента Пуассона и т.д.), а зна-
чить легко можно определить и сами характеристики данного об-
разца. Контролируя какую-нибудь из легкоизмеряемых характе-
ристик пористого тела в процессе его консолидации можно
однозначно определить изменения интересующих нас других его
характеристик.


19.6. Электрореологический эффект.

Электрореологическим эффектом называется быстрое обрати-
мое повышениеэффективной вязкости неводных дисперсных систем
в сильных электрических полях (3).

Электрореологические супсенции состоят из неполярной
дисперсной среды и твердой дисперсной фазы с достаточно высо-
кой диэлектрической проницаемостью. Дисперсными средами могут
служить неполярные или слабополярные органические жидкости с
достаточно высоким электрическим сопротивлением (порядка 10
ом.см). Например, светлые масла (валелиновое, трансформатор-
ное, растительные мала (косторовое), диэфиры (дибутилсебаци-
нат), нефтановые углеводороды (циклогексан), керосин, загу-
щенный малыми добавками полиизобутилена. В качестве
дисперсной фазы широко применяется кремнезем в различных мо-
дификациях. Размеры частиц не более 1 мкм.

Электрореологический эффект не проявляется заметно
вплоть до некоторой пороговой напряженности электрического
поля. Величина ее зависит от состава суспензии и температуры.
После достижения значения Eкр эффективная вязкость растет
приблизительно квадратично, но не до бесконечности, а до ее
насыщения.
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