Техника - молодёжи 1950-04, страница 9

Ультразвуковой излучатель, собранный из отдельных кусочков кварца, Черные линии, напоминающие горизонтали географической карты, соединяют участки мозаики, колеблющиеся с одинаковой амплитудой. «Вершины» соответствуют участкам мозаики, излучающим особенно сильно.

можно сделать излучатель с диаметром в десятки сантиметров. В случае магни-тострикционного излучателя ряд стержней соединяется общей металлической накладкой. Это дает «возможность почти неограниченно увеличить площадь излучателя.

Так как ультразвуки имеют малую длину волны, их можно концентрировать в остро-направленные пучки, если сделать диаметр излучателя значительно больше длины волны; можно использовать гакже линзы и экраны.

Под действием ультразвука в жидкости то возникают, то исчезают микроскопические пузырьки. При разрушении пузырька происходит гидравлический удар. Слева в кружке — увеличенная фотография металла, изъязвленного эрозией. Справа —схема сил, действующих при разрушении пузырька.

Открытие способов получения мощных ультразвуков привело к открытию ряда замечательных явлений.

Весьма интересно явление «вскипания» жидкости при прохождении мощной ультразвуковой волны. Этот процесс происходит © результате чередующихся в каждом месте жидкости мощных сжатий и разрежений, порождаемых ультразвуком. В момент разрежения жидкость может оказаться под отрицательным давлением, и тогда она «разрывается». В ней образуются «каверны», наполняющиеся паром. В следующее за этим моментом сжатие полость сдавливается. При этом возникает гидравлический удар и в небольшом

Генератор ультразвука, опущенный в

жидкость> заставляет ее фонтанировать.

объеме развивается давление в десятки атмосфер. Гидравлические удары, вызываемые ультразвуками, могут отрывать кусочки от поверхности металла и производить раздробление твердых тел. С помощью ультразвуков две несмеши-вающиеся жидкости могут быть расщеплены на мельчайшие частицы и образовать эмульсию. Так приготавливаются, например, сейчас эмульсии лекарственных масел в воде. При действии ультразвуков происходит энергичное омыление жиров. На этом принципе можно построить прибор для стирки белья. Пересыщенный раствор гипосульфита или квасцов под воздействием ультразвука мгновенно кристаллизуется.

^? С помощью ультразвуков легко вызвать взрывание иодистого азота, вещества весьма неустойчивого. Имеются некоторые данные о превращении под действием ультразвуков крахмала в сахар и о других химических реакция*, вызываемых ими. Однако все эти реакции носят вторичный характер: они вызываются или «срывом» неустойчивого процесса, или действием перекиси водорода, возникающей в малых количествах при разрывах или при гидравлических ударах в воде. Непосредственное химическое действие ультразвука, безусловно, не имеет места.

Весьма интересны биологические эф-фокты ультразвука. Еще Ланжевен наблюдал, что мелкие водяные животные (рыбы, головастики) при воздействии ультразвуков погибали. В дальнейшем было показано, что ультразвуки вызывают разрывы клеточной ткани и вытекание протоплазмы. Ультразвуки сильно ослабляют жизнедеятельность бактерий. В нашей лаборатории еще в 1935 году было -показано, что облучение ультразвуками уменьшает рост численности колоний молочнокислых и туберкулезных бактерий, а в особенности дрожжевых грибков. Однако полной стерилизации с помощью ультразвуков добиться довольно трудно, и для практических применений этого метода требуются огромные мощности.

Ультразвуки резко изменяют оптические свойства среды, в которой распространяются. Стоячая ультразвуковая волна, возникающая в результате сложения волны, идущей от излучателя, с •волной, отраженной от плоского металлического «зеркала», образует в жидкости чередующиеся слои с увеличенной и уменьшенной плотностью. При прохождении света через такую слоистую среду перпендикулярно направлению ультразвукового пучка свет испытывает действие, подобное действию дифрак-

Стоячие ультразвуковые волны раз-■ бивают жидкость на ряд слоев с повышенной плотностью. Кювет с такой «слоеной» жидкостью может служить дифракционной решеткой: свет, проходя через такую жидкость, рассеивается> давая на экране спектр.

ционной решетки. Пройдя сосуд, свет, рассеиваясь, дает картину дифракционного спектра.

Сфокусировав зрительную трубу, можно увидеть саму решетку, образованную ультразвуками. Таким способом

Фотографии различных случаев рас-пространения ультразвука, полученные стробоскопической съемкой автором. Вверху: фокусирование ультразвука зеркалом; в середине: огибание ультразвуком препятствия; вниз у: прохождение ультразвука через ужую щель.

7