Свойства механических волн

Ультразвук и его применение

Эффект Доплера

Изменение частоты колебаний, воспринимаемой приемником при движении источника этих колебаний и приемника относительно друг друга называется эффектом Доплера.

Источник и приемник движутся в­­V_ист.­­V_пр, они считаются больше нуля, если источник приближается к приемнику, если удаляются, то меньше нуля.

u₀ – частота колебаний источника.

1. Источник и приемник покоятся относительно среды:

V_ист.=0, V_пр=0, V – скорость распространения звуковой волны.

Распространяясь в среде волна достигнет приемника и вызовет колебания его звукочуствительного элемента с частотой

Частота звука, которую зарегистрирует приемник, равна частоте, с которой звуковая волна излучается источником.

2. Приемник приближается к приемнику, а источник покоится:

V_ист.=0, V_пр>0, V_пр – скорость распространения волны относительно приемника.

V=V+V_пр;

Частота колебаний, воспринимаемая приемникомв раз больше частоты колебаний источника.

3. Источник приближается к приемнику, а приемник покоится:

V_ист.>0,V_пр=0

За время равное периоду колебаний источника излученная им волна пройдет в направлении к приемнику расстояние равное l=VT, независимо от того движется источник или покоится. За этоже время источник пройдет в направлении волны расстояние V_ист×T, то есть длина волны сократится и станет равной

l¢=l–l_ист.Þl¢=l–V_ист.T; T=T×(V–V_ист.); u₀= =

Частота колебаний, воспринимаемая приемником увеличитсяв раз.

4. Источник и приемник движутся относительно друг друга:

Положительно, если сближение и отрицательно, если отдаление.

Для получения ультразвука используются два явления:

1. Обратный пьезоэлектрический эффект – это возникновение деформации в вырезанной определенным образом кварцевой пластинке под действием электрического поля.

2. Магнитострикция – это возникновение деформации в ферромагнетиках под действием магнитного поля (ферромагнитный стержень в магнитном поле Þ колебания (резонанс)).

Применение:

· подводная сигнализация;

· обнаружение предметов под водой;

· определение глубины;

· ультразвуковая дефектоскопия;

· акустоэлектроника (приборы для обработки сигнальной информации);

· для воздействия на любые процессы;

· механическая обработка хрупких тел;

· медицина.

Интерференция механической волны.

При определенных условиях волны в одних случаях усиливают друг друга, в других – ослабляют. Необходимым условием для этого является когерентность волн.

Когерентные волны – это волны одной длины волны (частоты), разность фаз, которых не меняется во времени.

При интерференции двух встречных когерентных волн наблюдается стоячая волна.

Дифракция механической волны

Дифракция механической волны – это явление огибания волнами препятствий, размеры которых сравнимы с длиной волны.

Отражение механических волн от границы двух сред.

Дата добавления: 2014-01-04