Колебания и волны. Алешкевич В.А - 104 стр.

Ëåêöèÿ 5                                                                             103
âåðõíîñòü çâóêîïðîâîäà íàïûëÿåòñÿ ìåòàëëè÷åñêàÿ ïëåíêà (îäèí ýëåêòðîä), ê êîòîðîé ïðèâàðè-
âàåòñÿ òîëñòàÿ (ïîðÿäêà 1 ìì) ïëàñòèíêà ïüåçîýëåêòðèêà. Çàòåì ýòà ïëàñòèíêà ñîøëèôîâûâàåòñÿ
äî íóæíîé òîëùèíû l , ïîñëå ÷åãî íà íå¸ íàíîñèòñÿ âòîðîé ýëåêòðîä.
        Íà ÷àñòîòàõ ïîðÿäêà 1 ÃÃö òîëùèíà ïüåçîïðåîáðàçîâàòåëÿ ñîñòàâëÿåò l ~ 1 ìêì.
Èçãîòîâëåíèå òàêèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ïðåäñòàâëÿåò ñåðüåçíóþ òåõíîëîãè÷åñêóþ ïðî-
áëåìó.  ýòîì ÷àñòîòíîì äèàïàçîíå ïðèìåíÿþòñÿ ïëåíî÷íûå ïðåîáðàçîâàòåëè, ïîëó÷àå-
ìûå íàïûëåíèåì íà òîðåö çâóêîïðîâîäà ïüåçîýëåêòðè÷åñêèõ ïëåíîê èç òàêèõ ìàòåðèà-
ëîâ, êàê CdS, ZnS, ZnO è äðóãèå. Ñîâðåìåííûå òåõíîëîãèè ïîçâîëÿþò ñîçäàâàòü ïðåîá-
ðàçîâàòåëè ñ êîýôôèöèåíòîì ïðåîáðàçîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè â àêóñòè÷åñêóþ äî
90% è ìîùíîñòüþ âîëíû, äîñòèãàþùåé íåñêîëüêèõ âàòò.


        Ïðèìåíåíèå àêóñòè÷åñêèõ ìåòîäîâ. Äëÿ ñîâðåìåííîãî óðîâíÿ ðàçâèòèÿ àêóñ-
òèêè õàðàêòåðíî ÷ðåçâû÷àéíî øèðîêîå ïðèìåíåíèå àêóñòè÷åñêèõ ìåòîäîâ äëÿ ðåøåíèÿ
ðàçíîîáðàçíûõ çàäà÷ íå òîëüêî â ôèçèêå, íî òàêæå è â èíôîðìàöèîííîé è èçìåðèòåëü-
íîé òåõíèêå, ïðîìûøëåííîñòè, ìåäèöèíå, áèîëîãèè, âîåííîì äåëå è ò. ä.
        Ïåðâîå (â ïîðÿäêå èñòîðè÷åñêîãî ñòàíîâëåíèÿ) âàæíîå ïðèêëàäíîå íàïðàâëå-
íèå â àêóñòèêå ñâÿçàíî ñ ïîëó÷åíèåì ïðè ïîìîùè àêóñòè÷åñêèõ âîëí èíôîðìàöèè î
ñâîéñòâàõ è ñòðîåíèè âåùåñòâ, î ïðîèñõîäÿùèõ â íèõ ïðîöåññàõ. Ïðèìåíÿåìûå â ýòèõ
ñëó÷àÿõ ìåòîäû îñíîâàíû íà èçìåðåíèè ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ è êîýôôèöèåíòà
ïîãëîùåíèÿ óëüòðàçâóêà íà ðàçíûõ ÷àñòîòàõ ( 10 4 ÷ 10 5 Ãö â ãàçàõ è 10 5 ÷ 1010 Ãö â æèä-
êîñòÿõ è òâåðäûõ òåëàõ). Òàêèå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëÿþò ïîëó÷àòü èíôîðìàöèþ îá óï-
ðóãèõ è ïðî÷íîñòíûõ õàðàêòåðèñòèêàõ ìàòåðèàëîâ, î ñòåïåíè èõ ÷èñòîòû è íàëè÷èè
ïðèìåñåé, î ðàçìåðàõ íåîäíîðîäíîñòåé, âûçûâàþùèõ ðàññåÿíèå è ïîãëîùåíèå âîëí,
è ò. ä. Áîëüøàÿ ãðóïïà ìåòîäîâ áàçèðóåòñÿ íà ýôôåêòàõ îòðàæåíèÿ è ðàññåÿíèÿ óïðóãèõ
âîëí íà ãðàíèöå ìåæäó ðàçëè÷íûìè ñðåäàìè, ÷òî ïîçâîëÿåò îáíàðóæèâàòü ïðèñóòñòâèå
èíîðîäíûõ òåë è èõ ìåñòîïîëîæåíèå. Ýòè ìåòîäû ëåæàò â îñíîâå òàêèõ íàïðàâëåíèé,
êàê ãèäðîëîêàöèÿ, íåðàçðóøàþùèé êîíòðîëü èçäåëèé è ìàòåðèàëîâ, ìåäèöèíñêàÿ äèàã-
íîñòèêà. Ïðèìåíåíèå àêóñòè÷åñêîé ëîêàöèè â ãèäðîàêóñòèêå èìååò èñêëþ÷èòåëüíîå
çíà÷åíèå, ïîñêîëüêó çâóêîâûå âîëíû ÿâëÿþòñÿ åäèíñòâåííûì âèäîì âîëí, ðàñïðîñòðà-
íÿþùèõñÿ íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ â åñòåñòâåííîé âîäíîé ñðåäå. Êàê ðàçíîâèäíîñòü äå-
ôåêòîñêîïèè, øèðîêî ïðèìåíÿåìîé â ïðîìûøëåííîñòè, ìîæíî ðàññìàòðèâàòü óëüòðà-
çâóêîâóþ äèàãíîñòèêó â ìåäèöèíå. Äàæå ïðè íåáîëüøîì ðàçëè÷èè â ïëîòíîñòè áèîëî-
ãè÷åñêèõ òêàíåé ïðîèñõîäèò îòðàæåíèå óëüòðàçâóêà íà èõ ãðàíèöàõ. Ïîýòîìó óëüòðà-
çâóêîâàÿ äèàãíîñòèêà ïîçâîëÿåò âûÿâëÿòü îáðàçîâàíèÿ, íå îáíàðóæèâàåìûå ñ ïîìîùüþ
ðåíòãåíîâñêèõ ëó÷åé.  òàêîé äèàãíîñòèêå èñïîëüçóþòñÿ ÷àñòîòû óëüòðàçâóêà ïîðÿäêà
10 7 Ãö; èíòåíñèâíîñòü çâóêà ïðè ýòîì íå ïðåâûøàåò 0,5 ìÂò/ñì2, ÷òî ñ÷èòàåòñÿ âïîëíå
áåçîïàñíûì äëÿ îðãàíèçìà. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ ðàçâèòèå äåôåêòîñêîïèè ïðèâåëî ê ñî-
çäàíèþ àêóñòè÷åñêîé òîìîãðàôèè.  ýòîì ìåòîäå ñ ïîìîùüþ íàáîðà ïðèåìíèêîâ óëüò-
ðàçâóêà èëè îäíîãî ñêàíèðóþùåãî ïðèåìíèêà ðåãèñòðèðóþòñÿ óïðóãèå âîëíû, ðàññåè-