Техника - молодёжи 1950-04, страница 10

можно видеть стоячие ультразвуковые волны глазом.

Если освещать ультразвуковые волны прерывистым светом так, чтобы за каждый период волны получалась одна световая вспышка, то бегущие волны будут казаться стоящими неподвижно. Используя этот стробоскопический способ, можно изучать сложные случаи распространения ультразвуковых волн, например их дифракцию (огибание ими каких-либо препятствий), преломление, отражение и другие явления. Этот способ был применен автором для изучения дифракции ультразвуков и для исследования на моделях распространения звуков в зданиях.

Роль звука для модели здания выполняли ультразвуки.

ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКА В ГИДРОАКУСТИКЕ

Ультразвуки нашли много замечательных технических применений.

Широко используют ультразвук <в гидроакустике.

Ультразвуки не слишком большой частоты (не выше 40 тысяч герц) поглощаются в воде очень слабо и могут распространяться на десятки километров без заметного ослабления. Если они встречают на своем пути морское дно или какое-либо препятствие, например скалу, айсберг или корабль, то они отражаются и могут дать эхо достаточной силы. Принять отраженные ультразвуки может тот же аппарат, который излучает ультразвуки, например пьезо-кварцевый излучатель. Изменения давления на поверхность кварца породят

Ультразвуковой лот позволяет точно определить рельеф дна. От эхолота не укроется и лежащее на дне затонувшее судно.

на его обкладках электрическое напряжение, которое может <5ыть усилено и записано на ленте. По времени запаздывания эха можно определить, на каком расстоянии находится (встреченное ультразвуками препятствие. На этом принципе устроен ультразвуковой эхо лот, служащий для измерения глубины моря. * Направляя ультразвуковой луч горизонтально, мы получим устройство, называемое гидролокатором. Благодаря эхолоту и гидролокатору мы получаем возможность как бы «видеть» под водой, в полной темноте. Поскольку радиосвязь и радиолокация, а также оптическая сигнализация в воде неприменимы, то звуковые методы связи и гидролокации являются в этом случае единственно возможными. Эти методы получили в настоящее время широчай

шее развитие во флотах всех стран. Ультразвуковой измеритель глубин — эхолот — представляет ценнейшее подспорье для навигации.

УЛЬТРАЗВУКИ ПРИМЕНЯЮТСЯ НА ЗАВОДАХ

Методы рентгеновского просвечивания дают возможность обнаружить изломы или раковины внутри куска металла толщиной лишь в несколько сантиметров. Ультразвук же распространяется в металле 'практически без поглощения. Применяя метод ультразвуковой локации, можно обнаружить мельчайшие дефекты в-нутри металлических деталей большой толщины, -например "В корабельных валах, «шариках» прокатных станов, «имеющих диаметр в 20 сантиметров, и т. п. Для этих целе*

Ультразвуковой дефектоскоп, работающий по принципу эхолота, легко обнаруживает изъяны в толще металла.

применяются ультразвуковые волны с частотами порядка 10 миллионов герц. Изобретателем ультразвуковой дефектоскопии является ленинградский инженер и физик С. Я, Соколов, предложивший этот метод в 1928 году. Современные ультразвуковые дефектоскопы, разработанные и внедренные в практику С. Я. Соколовым, могут обнаружить в металле трещину размером в 1 миллиметр, находящуюся на глубине -в I метр. Ультразвуковым методом можно определить и глубину закаленного слоя стали.

УЛЬТРАЗВУКИ В ПРИРОДЕ

После изооретения методов излучения и приема ультразвука ученым удалось выяснить, что ультразвуки в природе распространены значительно шире, чем мы эта знали раньше. Выяснено, например, что огромное число насекомых, например из породы, близкой к кузнечикам и сверчкам, могут издавать ультразвуки и воспринимать их и I ведут «разговоры» «на ультразвуковом языке.

Наиболее интересное открытие последних лет в этой области состоит в обнаружении приемов ультразвуковой локации у летучих мышей. Выяснено, что летучие мыши производят своей гортанью ультразвуковые колебания с частотами в «есколько десятков тысяч герц. Слушая отражение этих ультразвуков от окружающих препятствий, летучие мыши способны определить расстояние до них с большой точностью и, таким образом, ориентироваться в пространстве при ночном полете.

Перспективы развития области неслышимых звуков очень широки и заманчивы. Сейчас, например, ученые работают над созданием аппаратов ультразвуковой локации для слепых.

Роль отечественных ученых в развитии теории и техники инфра- и ультразвуков весьма значительна. Мы можем по праву гордиться рядом крупнейших работ и открытий, принадлежащих нашим ученым, в этой области.

НА СТОЛЕ

сзонанс — одно из самых распространенных явлений, которое можно наблюдать в тех случаях, когда колебания вызываются воздействием внешней периодически действующей силы.

Для опыта, показывающего звуков ой резонанс, возьмите цилиндрический стеклянный сосуд (мензурку). Столб воздуха в нем способен колебаться с определенной частотой, то-есть он имеет, как говорят, «собственную частоту». Если в сосуд постепенно наливать воду, то высота воздушного столба будет уменьшаться; при этом будет изменяться и «собственная частота» его колебаний. Поднесем к мензурке звучащий камертон. Колебания воздуха, создаваемые камертоном, в нашем опыте являются внешней возбуждающей силой. Если при этом частота колебаний камертона совпадет с собственной частотой воздушного столба в сосуде, то мы услышим усиленный звук ноты нашего камертона. Если нет камертона, то опыт можно проделать с музыкальным инструментом (балалайкой, гитарой к др.). держа его так, чтобы звучащая струна находилась у горлышка стеклянного сосуда.

Звук, подобно свету, можно направить ь определенном направлении. Этот опыт хорошо было бы проделать с параболическим зеркалом, но за неимением его возьмите подходящий по форме предмет из домашнего обихода: чугунный котел, таз, вазу и т. п. Расположив часы в предполагаемом фокусе, как показано на рисунке, можно добиться, что звук часов будет хорошо слышен на значительном расстоянии от вашего «зеркала», если вы держите голого в пределах отраженного звукового пучка. -

—- При прохождении звука

из одной среды в другую направление звукового «луча» изменяется, благодаря этому обстоятельству звук можно сконцентрировать, сфокусировать его. Зеухо-вук> линзу можно построить из подручных средств.

Подвесьте мыльный пузырь, раздув его до диаметра в 10—20 см. Выдувайте пузырь медленно, чтобы в и?м как можно больше содержалось углекислого газа. Рядом с пузырем поместите карманные часы. С противоположной стороны можно по-где тикание часОв будет Поместив в &ту точку раструб воронки, можно особенно отчетливо услышать тикиние. Это место будет фокусом звуковой линзы.

В углекислом газе скорость распространения звука значительно меньше, чем в воздухе: при 0° С она составляет 260 м/сек. В воздухе же, как известно, скорость звука равна 332 м/сек. Разницей скоростей и объясняется то, что звуковые волны, переходя из одной среды в другую, фокусируются подобно лучу саста, проходящему через стеклянную лкнзу.

ДЪб'.кпь тахую точку, слышно лучше всего,

8