Юный техник 1957-02, страница 60
^ и_ ^ и __ _____________ ____^____ ^ ^ звуковой гидролокатор. Ультразвуковым щупом проверяют качество кладки бетона в плотине. Ультразвук позволяет металлургу сделать сплав более однородным и прочным. Химик использует ультразвук для ускорения химической реакции. Врачу ультразвук помогает создать вакцины и сыворотки против болезней. Винодел с помощью сверхзвуковых колебаний в течение одного дня может приготовить вино «многолетней» выдержки. Ультразвук позволяет человеку заглянуть в тайны строения вещества, помогает увидеть особенности движения и взаимодействия отдельных частиц в твердых телах и в жидкостях. Вот почему мы изучаем ультразвук. К картинам, показанным на обложке и цветной вкладке, не прикасалась кисть художника. Кто же их нарисовал? Посмотрите на схему. Между источником света и экраном — прозрачный кубик горного хрусталя — кварца. На экране должно получиться яркое белое пятнышко — световые лучи, прошедшие через кристалл и собранные линзой. А получаются причудливые цветные узоры. Виноват в этом ультразвук. Если в кубике кварца возбудить ультразвуковую волну с частотой в 10 — 20 млн. колебаний в секунду, то кубик окажется в одних местах сжаты ML", а в других — растянутым. Он будет как бы разделен на чередующиеся между собой слои с увеличенной и уменьшенной плотностью материала. Толщина этих слоев составляет десятые доли миллиметра. Пучок параллельных световых лучей после прохождения кубика разделится на несколько пучков, идущих по различным направлениям. Дело в том, что слои с большой и малой плотностью материала обладают различными оптическими свойствами, свет будет распространяться в этих слоях с разными скоростями. Таким образом, ультразвук образует для света своеобразную слоистую решетку. Световые лучи, попадая в такую решетку, теряют свою прямолинейность и отклоняются от первоначального направления. (Как известно, такое явление искривления лучей света носит название дифракции света.) Величина отклонения лучей будет тем больше, чем тоньше будут слои решетки. Световые лучи, отклоненные на разные углы, будут собраны линзой в разных местах экрана, и на нем появится несколько ярких точек. Если ультразвуковая волна будет единственной, то, как показали опыты, возникают только две точки, расположенные симметрично по обе стороны центрального пятна. Измеряя расстояние между этими точками, можно определить угол отклонения лучей и, следовательно, скорость ультразвуковых волн. Если в кубике возбудить не одну, а много ультразвуковых волн, идущих по разным направлениям, то каждая такая волна даст свою пару точек, и тогда на экране возникает сложная фигура. В результате взаимодействия отклоненных лучей ослабляется тот или иной цвет, входящий в состав белого света, или совсем пропадает, а остающиеся лучи создают цветную картину. На фотографии видно, что центральное пятно окружено тремя замкнутыми кривыми различной формы. Если через центральное пятно провести прямую линию в произвольном направлении, то на этой прямой окажется три пары дифракционных точек. А это значит, что в каждом направлении в кварцевом кубике распространяются три разные ультразвуковые волны с разными скоростями. Сравнивая положение точек, лежащих в разных направлениях, легко можно убедиться в том, что скорости звука, а следовательно, и свойства кварца в разных направлениях будут неодинаковы. Таким образом, уже простое рассматривание картин, нарисованных ультразвуком^ дает возможность обнаружить очень важные свойства кристалла кварца. Теист и фото Вл Виноградова 4 «Юный техник» № 2 49 |
