Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Денисов С., Ефимов В., Зубарев В., Кустов В. Справочник физических эффектов - файл Справочник физический эффектов.doc


Денисов С., Ефимов В., Зубарев В., Кустов В. Справочник физических эффектов
скачать (184.6 kb.)

Доступные файлы (1):

Справочник физический эффектов.doc1067kb.04.10.2003 02:54скачать

Справочник физический эффектов.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9
Твердые вещества

- размерная обработка сверхтвердых и хрупких материалов (сверление отверстий сложной формы, шлифование, полирование, наклеп, волочение проволоки, прокатка фольги и т.д.)

- лужение и паяние металлов, керамики, стекла и т.п.

- сварка металлов и полимеров.

А.с. 505 540: Способ сварки трением встык разнородных ме­таллов при котором осуществляют вращение одной заготовки, кро­ковку стыка и обжатие его при помощи осадочной матрицы, наде­той на неподвижную заготовку, отличающийся тем, что с целью повышения стабильности качества сварного шва и стойкости мат­рицы, проковку и обжатие стыка производят с наложением на оса­дочную матрицу поперечных звуковых колебаний с пучностью нап­ряжений в очаге деформации при с менее окружной скорости вращающейся заготовки.

Жидкости (кавитирующие)

- очистка деталей от жировых и других загрязнений

А.с. 120 613: Устройство для автоматической очистки дета­лей, например, сеток радиоламп посредством промывочной жидкос­ти, включающие промывочную ванну, транспортер, укладочное и разгрузочное приспособление, отличающееся тем, что с целью по­вышения качества очистки, в промывочной ванне установлены уль­тразвуковые излучатели с концентраторами ультразвуковой энер­гии, служащие для создания фонтанов промывочной жидкости, омывающих сетки, перемещаемые над промывочной ванной.

- диспергирование твердых порошкообразных материалов в жидкостях, эмульгирование несмешивающихся жидкостей.

А.с. 517 294: Способ получения жирового концентрата, включающий смешивание жира с белковым стабилизатором и высуши­вание, отличающийся тем, что с целью длительного хранения вы­сококилотных жиров, а также удешивления способа, жир перед смешиванием нейтрализуют в присутствии катализатора, смесь жи­ра со стабилизатором эмульгируют с помощью ультразвука в тече­нии 10-15 минут, а в качестве стабилизатора используют дунст.

- получение аэрозолей.

- полимиризация или деструкция высокомолекулярных соеди­нений, ускорение массообразных и химических процессов.

- разрушение биологических обьектов (микроорганизмов).

Действие ультразвука на жидкость базируется на использо­вании вторичных эффектов кавитации - высоких локальных давле­ний и температуры, образующихся при схлопывании кавитационных пузырьков.

Г а з ы

- сушка сыпучих, пористых и других материалов.

- очистка газов от твердых частиц и аэрозолей.

5.3.5. Акустомагнетоэлектрический эффект.

Звук способен сортировать не только яблоки, но и электро­ны. Если поперек направления распространения звука в проводя­щей среде наложить магнитное поле, то электроны, которые увле­каются звуком, будут отклоняться в этом поле, что приведет к возникновению поперечного тока или, если образец "разомкнуть" в поперечном направлении, электродвижущей силы (ЭДС). Но маг­нитное поле в соответствии с законом Лоренца отклоняет элект­роны разных скоростей по разному, поэтому величина и даже знак ЭДС показывают, какие электроны увлекаются звуком, то есть ко­ковы свойства электронного газа в данной среде. В каждом ве­ществе звук увлкает за собой группу электронов характерных именно для дпнного вещества. Если звук проходит через границу двух веществ, то одни электроны должны смениться другими, нап­ример, более "холодные", более "горячими". При этом от границы будет тепло, а сама граница охлаждаться. Данный эффект похож на известный эффект Пельтье (см. раздел 9.2.2.).

Однако принципиальное отличие этого эффекта от эффекта Пельтье состоит в том, что он не исчезает, даже при очень низ­ких температурах и охлаждение может продолжаться до темпера­тур, близких к абсолютному нулю. Это открытие зарегистрировано под номером 133 в следующей формулировке:"Установлено неиз­вестное ранее явление возникновение в телах, проводящих ток, перемещенных в магнитном поле, при прохождении через них зву­ка, электродвижущей силы поперек направления распространенияз­вука, обусловленной взаимодействием со звуковой волной носите­лей заряда, находящихся в различных энергетических состояниях". На основе открытия уже сделано ряд изобретений.

А.с. 512 422: Способ измерения времени релаксации энергии носителей заряда в кристалле, заключающийся в измерении прово­димости и разности потенциалов на исследуемом образце, отлича­ющийся тем, что с целью упрощения и повышения точности измере­ния, в образец вводят ультразвуковую волну, измеряют разность потенциалов в направлении распространения волны и проводимость в перпендикулярном направлении.

А.с. 543 140: Способ усиления поверхностных звуковых волн в пьезоэлектическом полупроводнике основанный на взаимодейс­твии звуковых волн с электрическим полем, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности усиления, дрейфовое напря­жение прикладывается в направлении, перпендикулярном распрост­ранению поверхностной звуковой волны.

5.4. Волновое движение.

Волна - это возмущение, распространяющееся с конечной скоростью в пространстве и несущее с собой энергию. Суть вол­нового движения состоит в переносе энергии без переноса ве­щества. Любое возмущение связано с каким-то направлением (век­тор электрического поля в электромагнитной волне, напрвление колебаний частиц при звуковых волнах, градиент концентрации, градиент потенциала и т.д.). По взаимоположению вектора возму­щения и вектора скорости волны, волны подразделяются на про­дольные (направление вектора возмущения совпадает с направле­нием вектора скорости) и поперечные (вектор возмущения перпендикулярен вектору скорости). В жидкостях и газах возмож­ныв только продольные волны, в твердых телах и продольные и поперечные.

Волна несет с собой и потенциальную и кинетическую энер­гию. Скорость волны, т.е. скорость распространения возмущения, зависит как от вида волны, так и от характеристик среды, нап­ример, от прочности бетона при затвердевании. Измеряя скорость распространения ультразвука можно определить, какую прочность набрал бетон в процессе выпаривания. ("Знание-сила"II,1969)

В Японии предложено пропускать ультразвук через стальные изделия перпендикулярно тем поверхностям, расстояние между ко­торыми нужно измерить. Стальные изделия помещались в остную ванну, которая просвечивалась ультразвуковыми импульсами. Из­мерив время необходимое для прохождения импульса от каждого вибратора, определяли внешние разхмеры изделия /заявка Японии N 51-23193/.

При наличии дисперсии волн (см. раздел 5.4.7.) понятие скорости волны становится не однозначным; приходится различать фазовую скорость (скорость распространения определенной фазы волны) и групповую скорость, являющуюся скорость переноса энергии, что усложняет различные измерительные работы с по­мощью различного вида колебаний. В случае же когерентного ко­лебания фазовая скорость может нести информацию о свойствах среды.

А.с. 288 407: Способ измерения паросодержания пароводяных смесей и количества парогазовых включений по а.с. N'131138, отличающийся тем, что с целью повышения точности и чувстви­тельности при измерениях паросодержания в высокочастотных трактах с большими потерями, отраженный сигнал, фаза которого характеризует измеряемый параметр, выделяют из высокочастотно­го тракта, усиливают, ограничивают по амплитуде и сравнивают его фазу с фазой опорного когерентного высокочастотного коле­бания.

А.с. 412 421: Способ измерения скорости ультразвука в средах основанный на определении времени рапространения коле­баний с помощью фазового сдвига, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения, модулируют колебания по фазе и одновременно пропускают через исследуемую и эталонную среду, измеряя на границах обеих сред относительную величину фазы ко­лебаний, и по результатам измерения находят скорость ультраз­вука в исследуемой среде.

5.4.1. Стоячие волны.

При наличии каких-либо неоднородностей в среде имеют мес­то явления преломления и отражения волн. Если возбуждаемые в среде волны отражаются от каких-то границ (препятствий), то при определенном сдвиге фаз в результате наложения прямой и отраженной волны может возникнуть стоячая волна с характерным расположением максимумов возмущения (узлов и пучностей). При наличии стоячей волны переноса энергии через углы нет, и в каждом участке между двумя узлами наблюдается лишь взаимопрев­ращение кинетической и потенциальной энергии.

А.с. 337 712: Способ определения модуля упругости бетона путем ультразвукового прозвучивания образца, отличающийся тем, что с целью повышения точности, фиксируют частоту ультразвуко­вых колебаний при возникновении стоячей волны и по ней судят о модуле упругости бетона.

А.с. 488 170: Способ ипытания кабельных изделий на виб­ростойкость путем создания колебаний в закрепленном по концам образца, находящемся под натяжением, отличающийся тем, что с целью повышения надежности испытаний кабель-буксирных комплек­таций, на образце кабеля закрепляют соединитель, идентичный по весу, размерам, и элементам фиксации муфте изделия, концы зак­репляют шарнирно, возбуждают в нем стоячие волны, а соедини­тель размещают в узле стоячей волны.

5.4.2. Эффект Доплера-Физо.

Еслирегистрировать колебания в точке, расположенной на каком-либо расстоянии от источника колебаний и неподвижной от­носнего, то частота регистрируемых колебаний будет равна час­тоте колебаний источн Если же источник и приемник приближаются друг к другу, то частота регистрируемых колебаний будет выше частоты колебаний источника. При взаимном удалении приемника и источника приемник будет регистрировать понижение частоты ко­лебаний. При этом изменение частоты зависит от скорости взаим­ного движения источника и приемника. Этот эффект был впервые открыт Доплером в акустике, позже его независимо открыл Физо и рассмотрел его в случае световых колебаний.

На основе этого эффекта создан прибор для измерения ско­рости супертанкеров при швартовых операциях,, длина волны ис­пользована малая (микроволновый сигнал). Очевидно подобный прибор может быть использован и в других областях техники.

Патент США 3 555 899: Установка для ультразвукового изме­рения расхода жидкостей в трубопроводе. Имеется устройство для создания двух траекторий распространения ультразвука между противоположными боковыми стенками трубопровода и устройство, которое направляет эти траектории таким образом, что они рас­полагаются в плоскости, проходящей через параллельно продоль­ные прямые, и наклонены к обоим прямым под взаимно дополняющи­ми углами. Установка имеет устройство, которое посылает ультразвуковые колебания в двух противоположных направлениях по каждой из двух траекторий. Расход определяется путем изме­рения скорости распространения колебаний по направлению потока и навстречу потоку и вычисления среднего значения разности между указанными различными скоростями. Распространение звуко­вых колебаний по одной траектории может быть обеспечено путем отражения ультразвуковых колебаний, идущих по другой траекто­рии.

Патент США 3 564 488: Прибор для измерения скорости дви­жущихся обьектов, например, для измерения скорости движения тела по рельсам. По одному из рельсов пускаются ультразвуковые волны. В приборе имеется пьезоэлектрический преобразователь который служит для обнаружения доплеровской частоты в отражен­ном сигнале, исходящеи от точки, расположенной вблизи места контакта движущегося тела с рельсом. Частота Допплера исполь­зуется для измерения скорости движущегося по рельсам обьекта.

5.4.3. Поляризация.

Поляризация волн - нарушение осевой симметрии поперечной волны относительно направления распространения этой волны. В неполяризованной волне колебания (векторов смешения и скорости частиц среды в случае упругих волн или векторов напряженностей электрического и магнитного полей в случае электромагнитных волн) в каждой точке пространства по всевозможным направлениям в плоскости, перпендикулярной направлению распрстранения вол­ны, быстро и беспорядочно сменяют друг друга так, что ни одно из этих направлений колебаний не является преимущественным. Поперечную волну называют поляризованной, если в каждой точке пространства направление колебаний сохраняется неизменным (ли­нейнополяризованным) или изменяется с течением времени по оп­ределенному закону - (циркулярно или элептическиполяризован­ной).

Поляризация может возникнуть вследствие отсутствия осевой симметрии в возбуждающем волну излучателе (например, в лазе­рах), при отражении и приломлении волн на границе двух сред (наибольше степень поляризации имеет место при отражении под углом Брюстера тангенс угла равен коэффициенту преломления от­ражающей среды) при рапространении волны в анизотропной среде.

А.с. 269 588: Способ определения стойкости стекла в спаях с металлом к электролизу, состоящий в том, что через термоста­тированный образец пропускается электрический ток, причем нап­ряжение питающего источника остается постоянным, и измеряют величину тока, проходящего через образец, отличающийся тем, что с целью повышения точности наблюдений, о ходе процесса электролиза судят по измерению картины механических напряжений в местах спая с металлом, наблюдаемой в лучах поляризованного света.

А.с. 452 786: Способ магнитного контроля ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что на поверхность предвари­тельно намагниченного материала наносят индикатор и по рисун­ку, образованному под воздействием полей рассеяния, судят о качестве изделия, отличающийся тем, что с целью повышения его чувствительности, в качестве индикатора используют монокрис­таллическую пленку магний-марганцевого феррита с полосовой до­менной структурой, а изменение состояния индикатора наблюдают в поляризованном свете.

А.с. 221 345: Способ контроля кристаллизации кондитерских масс, например, ирисной, в процессе производства путем микрос­копирования исследуемого образца, отличающийся тем, с целью повышения точности контроля, микроскопирование осуществляют в проходящем поляризованном световом луче с измерением при этом интенсивности светового потока с последующим определением со­держания кристаллов.

А.с. 249 025: Способ оценки распределния контактных нап­ряжений по величине деформации пластичной прокладки, распола­гаемой в зоне контакта между соприкосающимися поверхностями, отличающийся тем, что с целью повышения точности, в качестве пластичной прокладки используют пленку из оптически чувстви­тельного материала, которую затем просвечивают поляризованным светом в направлении действия контактных сил, и по картине по­лос судят о распределении контактных напряжений.

5.4.4. Вобщем случае д и ф р а к ц и я - это отлонения волновых движений от законов геометрической /прямолучевой/ оп­тики. Если на пути распространения волны имеется препятствие, то на краях препятствия наблюдается огибание волной края. Если размеры препятствия велики по сравнению с длиной волны, то распрстранение волны почти не отклоняется от прямолинейного, т.е. дифракционные явления не значительны. Если же размеры препятствия сравнимы с длиной волны, то наблюдается сильное отклонение от прямолинейного распространения волнового фронта. При совсем малых размерах препятствия волна полностью его оги­бает - она "не замечает" препятствия. Очевидно, величина отк­лонения /количественная характеристика дифракции/ при заданном препятствии будет зависеть от длины волны; волны с большей длиной будут сильнее огибать препятствие.

Такое разделение волны используется в дифракционных спектроскопах, где белый свет /совокупность волн различной длины/ располагается в спектр с помощью дифракционной решетки­системы частых полос.

В авторском свидетельстве N'249 468 изменение дифракцион­ной картины при изменении размеров препятствий использовано для градировки магнитного поля, под действием которого изменя­ются параметры ферромагнитной пленки с полосовой доменной структурой: Способ градировки магнитного поля спомощью этало­на, отличающийся тем, что с целью повышения точности и упроще­ния процесса градуровки эталон, в качетве которого использова­на тонкая ферромагнитная пленка с полосовой доменной структурой, на которую нанесен магнитный коллоид, намагничива­ют под определенным углом к направлению силовых линий градуи­руемого поля, освещают его светом и наблюдают диффрагировавший на эталоне луч света, затем увеличивают градуируемое поле по величине, при которой исчезает наблюдаемый луч, сопоставляют эту величину с известным значением поля переключения эталона.

А.с. 252 625: Способ определения статистических характе­ристик прозрачных диэлектрических пленок, заключающийся в том, что через исследуемую пленку пропускают луч света, отличающий­ся тем, что с целью упрощения процесса и сокращения времени определения, на пути луча когенентного света за исследуемой пленкой устанавливают экран с отверстием, вращают исследуемую пленку в плоскости, перпендикулярной оси луча, получают усред­ненную дифракционную картину от отверстия и затем из сравнения полученной усредненной дифракционной картины с расчетной кар­тиной определяют статические характеристики пленки.

5.4.5. Интенференция волны.

Явление, возникающее при наложении двух или нескольких волн и состоящее в устойчивом во времени их взаимном усилении в одних точках пространства и ослаблении в других в зависимос­ти от соотношения между фазами этих волн. Интерференционная картина может наблюдаться только в случае когерентных волн, т. е. волн, разность фаз которых не зависит от времени. При ин­терференции поперечных волн помимо когерентности волн необхо­димо, чтобы им соответствовали колебания, совершающиеся вдоль одного и того же или близких напрвлений: поэтому две когерент­ные волны, поляризованные во взаимно перпендикулярных направ­лениях интерферировать не будут. Существует много различных методов получения когерентных волн: наиболее широко распрост­раненными Являются способы, основанные на использовании прямой и отраженной волны; если отраженная волна направлена точно на­зад т.е. на 180 градусов, то могут возникнуть стоячие волны.

А.с. 154 676: Способ определения абсолютного значения ус­корения силы тяжести, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения абсолютного значения ускорения силы тяжес­ти, время падения измеряют путем подсчета количества временных периодических интервалов, задаваемых эталоном частоты, в пери­од между моментами совпадения отрезков пути свободного падения с длиной трубчатого концевого эталона, сличаемых интерференци­онным методом в процессе свободного падения тела.

Патент США 3 796 493: Аппарат для измерения шага резьбы прецизионного ходового винта посредством оптической интерфе­ренции. Два чувствительных элемента приводят в контакт с одной и той же стороной резьбы винта в двух точках, фазы которых от­личаются на 180 градусов. Щупы смонтированы на направляющей, которая может перемещаться в любом направлении на каретке, в плоскости, параллельной плоскости движения каретки вдольоси винта, регулируют таким образом, чтобы она приблизительно рав­нялась шагу винта. Средняя точка между сферическими концами двух щупов располагается в вершине кубического уголкового от­ражателя, смонтированного на направляющей. Световой луч от уголкового кубического отражателя отражается рефлектором. Шаг резьбы измеряют используя интерференцию между световыми луча­ми, разделенными полупрозрачным зеркалом. Один из лучей испы­тывает отражения от уголкового отражателя и рефлектора. Изме­ренную величину сравнивают с эталонным шагом.

5.4.6. Голография.

Явления интерференции и дифракции волн лежат в основе принципиально нового метода получения обьемных изображений предметов - голографии.

Теоретические предпосылки голографии существовали давно /

Д.Габор, 1948г./, однако практическое ее осуществление связано с появлением лазеров - источников света высокой интенсивности, когерентности и монохроматичности.

Суть голографии состоит в следующем. Обьект освещают ко­герентным светом и фотографируют интерференционную картину взаимодействия света, рассеянного обьектом, с когерентным из­лучением источника, освещающего обьект. Эта интерференционная картина - чередование темных и светлых областей сложной конфи­гурации, зарегистрированная фотопластинкой и есть голограмма. Она не имеет никакого сходства с обьектом, однако несет в себе полную визуальную информацию о нем, так как фиксирует распре­деление амплитуд и фаз волнового поля - результата наложения опорной когерентной волны и волн, дифрагированных на обьекте. Для восстановления изображения голограмму освещают опорным пучком света, который дифрагируя на неоднородностях почернения фотоэмульсии, дает обьемное изображение, обладающей полной ил­люзией реального обьекта.

Голограммы обладают рядом интересных особенностей. Напри­мер, если голограмму расколоть на несколько кусков, то каждый из них при просвечивании дает полное изображение предмета, как и целая голограмма. Изменяются лишь четкость изображения и степень обьемности. Если же с голограммой контактным способом снять обращенную копию /негатив/, то изображение полученное от этой копии все равно останется позитивным.

Одно из фундаментальных открытий в области голографии принадлежит Ю.Н.Денисюку, осуществившему голографию в стоячих волнах. Открытие зарегистрировано под N'88 со следующей форму­лой:

"Установлено ранее неизвестное явление возникновения пространственного неискаженного цветного изображения обьекта при отражении излучения от трехмерного элемента прозрачной ма­териальной среды, в которой распределение плотности вещества соответствует распределению интенсивности поля стоячих волн, образующихся вокруг обьекта при рассеянии на нем излучения".

Такие трехмерные галограммы на стадии восстановления нео­бязательно освещать когерентным излучением,- можно пользовать­ся обычным источником света.

Возможности использования голографических методов неис­черпаемы. Например, если процессы регистрации и восстановления производить при разных длинах волн, то изображение обьекта во столько раз, во сколько длина волны восстановления больше дли­ны волны регистрации /голографический микроскоп/. С помощью голографии можно получать интерференционные картины от обьек­тов, диффузно рассеивающих свет. Совмещая голографическое изображение с самим обьектом и изучая интерференционную карти­ну, можно зафиксировать самые незначительные деформации обьек­та.

А.с. 250 465: Способ определения чистоты обработки по­верхности изделия...., отличающийся тем, что с целью повышения чувствительности способа, сначала получают голограмму контро­лируемого изделия, производят освещение поверхности изделия, накладываемое на него восстановленное с голограммы его дейс­твительное изображение, и регистрируют при этом интенсивность зеркально и диффузно отраженного от поверхности изделия излу­чения, затем изменяют взаимное расположение изделия и его действительного изображения на величину большую, чем средняя высота микронеровностей поверхности, регистрируют интенсив­ность зеркально отраженного от поверхности изделия и по соот­ношению этих интенсивностейопределяют чистоту обработки по­верхности.

США патент N' 3 797 944: Испытание без разрушения пористых акустических панелей. В процессе испытания получают усредненную по времени голографическую фотографию перефориро­ванно поверхности акустической панели, имеющей ячеистую струк­туру. При этом панель подвергается воздействию акустического излучения заданной интенсивности, частота которой равна часто­те ячейки панели. Затем полученную фотографию просматривают, направляя через нее лазерный луч. Световые завихрения получен­ные на фотографии соответствуют хорошим ячейкам, тогда как темные участки соответствуют нерабочим или дефектным ячейкам. Если резонансная частота ячейки неизвестна, то ее можно опре­делить получая изображение поверхности в реальном масштабе времени в отсутствие акустического возбуждения. Затем перфори­рованные листы просматривают через полученное изображение, подвергая перфорированную поверхность воздействию акустическо­го излучения с медленно меняющейся частотой при постоянном уровне интенсивности и регулируя возникновение завихрений, со­ответствующих резонансу.

Голография дает возможность создать оптическую память чрезвычайно большой емкости. С ее помощью успешно решается проблема машинного распознавания образов. Можно сделать так, что проекция на голограмму одних образцов будет вызывать появ­ление других, определенным образом связанным с первым (ассоци­ативная память).

Существенно, что голографическое изображение можно полу­чать не только с помощью электромагнитных, но и акустических волн. Когерентные ультразвуковые волны дают возможность осве­щать большие обьекты. Следовательно можно получить трехмерное изображение внутренних частей обьекта, например, человеческого тела, недр Земли, толщи океана.

США патент 3 585 848: Аппарат для записи акустических изображений и голограмм и метод их записи. Обьект облучается акустическими волнами для создания поля акустических колебаний в отражающей поверхности, в аппарате предусмотрено устройство разверстки бегущим лазерным пятном для сканирования поверхнос­ти коллимированным лучом света. Изменения отражаемой от по­верхности компоненты луча обеспечивают генерацию выходного сигнала, изменения частоты котрого соответствуют изменениям интенсивности акустических колебаний в плоскости поверхности обьекта. Выходной сигнал гетеродинируется с опорным сигналом, частота которого выдерживается в заданном соотношении с часто­той облучающих акустических волн, соответствующая внутренней модуляции преобразуется в визуальную индикацию, что позволяет осуществить акустическую голограмму обьекта. Условное неголог­рафическое изображение (акустическое) может быть получено пу­тем амплитудного детектирования выходного сигнала без смешения его с опорным сигналом.

Возможности оптической и акустической голографии изучены сейчас еще не полностью, голографические методы проникают во все области науки и техники, позволяя изящно и надежно решать неразрешимые задачи.

5.4.7. Д и с п е р с и я в о л н - зависимость фазовой скорости гармонических волн в веществе от их частоты. Область частот в которой скорость убывает с увеличением частоты, назы­вается областью но р м а л ь н о й д и с п е р с и и, а об­ласть частот, в которой при увеличении частоты скорость также увеличивается, называется областью а н о м а л ь н о й д и с п е р с Дисперсия волн наблюдается, например, при распростране­нии радиоволн в ионосфере, волноводах.

При распространении световых волн в веществе также имеет место д и с п е р с и я с в е т а (зависимость абсолютного по­казателя преломления от частоты света). Если вещество прозрач­но для некоторой области частоты волн, то наблюдается нормаль­ная дисперсия, а если интенсивно поглащает свет, то в этой области имеет место аномальная дисперсия. В результате диспер­сии узкий параллельный пучок белого света, проходя через приз­му из стекла или другого прозрачного вещества уширяется и об­разует на экране, установленном за призмой радужную полоску, называемую диспорсионным спектром. Для световых волн единс­твенной недиспергирующей средой является вакуум.

Патент США 3 586 120: Аппаратура передачи звука. Углы скандируемые световым лучом, увеличиваются посредством введе­ния дисперсионного устройства на пути звуковых волн. Эти углы образованы вследствие взаимодействия света и звука. В одной из модификаций аппарата звуковые волны пропускаются черезнепод­вижную решетку, или другими словами через среду, которая обла­дает дисперсией по своей природе. В другой модификации диспер­сия достигается вследствие вибрации при образовании продольной волны растяжения или сжатия.

А.с. 253 408: Устройство для измерения температуры, со­держащее измерительный элемент, устанавливаемый на исследуемый материал, и источник белого света, отличающийся тем, что с целью расширения интервала измеряемых температур, измеритель­ный элемент выполнен в виде прозрачной кюветы, заполненной смесью оптически неоднородных веществ, соответствующих задан­ному интервалу температур, показатели преломления которой за­висят от длины волны и температурные коэффициенты показателей преломления отличаются знаком либо величиной.

^ 6.ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.

6.1. В основе всеь физичиских явлений лижит взаимодейс­твие между телами или частицами, участвующими в этих явлоглас­но представления современной физике всякое взаимодействие пе­редается через некоторое поле. Электриче заряды взаимодействуют через электрическое поле, которое они создают, магниты и электрические токи - через магнитное поле. Механи­ческое взаимодействие осуществляется через электромагнитные поля, создаваемые электронами вещества.

6.1.1 Взаимодействие заряженных тел или частиц в самом простейшем случае описывается з а к о н о м К у л о н а. Из­вестно, что разноименные заряды притягиваются, а однаименные отталкиваются.

А.с. 428 882: Способ соединения концов проводников, при котором осуществляют контактирование проводников, а затем сварку из концов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью уп­рощения технологического процесса, контактирование концов про­водников получают при помощи создания между ними электростати­ческого поля от дополнительного источника постоянного напряжения, подключенного к проводникам.

Изменяя форму поверхности заряженных тел можно изменить конфигурацию образующихся полей. А это, в свою очередь, откры­вает возможность управляти симами, действующими на саряженные частицы (тела), помещенные в такое поле.

А.с. 446 315: Способ разделения диэлектрических волокон по диаметрам в неравномерном электрическом поле, отличающимся тем,что,с целью повыщения эффективности процесса,разделение производят при постоянном градиенте квадрата напряженност по­ля, увеличивающейся в сторону электрода, имеющего тот же знак, что и поверхностный заряд на .

6.2 При внесении хезаряженного проводника в электрическое поле носители заряда приходят в движение. В результате у кон­цов проводника возникают заряды противоположенного знака,назы­ваемые индуцированными зарядами.

А.с. 518 839: Способ снятия потенциальной кривой коллек­тора электрической машины постоянного тока, заключающийся в премещении элемента, обеспечивающего снятие электрического па­раметра, вдоль окружности коллектора работающей электрической машины, отличающийся тем, что с целью расширения функциональ­ных возможностей, повышения точности и надежности, перемещение элемента, например датчика, использующего явление электроста­тической индукции, осуществляют над колектором на постоянном растоянии и измеряют на датчике величину заряда,наведенного зарядами коллекторных пластин, и по величинам зарядов опреде­ляют характер потенциальной кривой.

Это же явление используется для защиты различных обьектов от вездействия электрических полей путем электрического экра­нирования и для получения свервысоких постоянных напряжений (генератор Ван-де Граафа).

6.3 при частично введении диэлектрика между обкладками конденсатора наблюдается втягивание диэлектрика между обклад­ками.

А.с. 493 641: дозатор жидкости, содержащий герметичную емкость с регулятором уорвня, выпускным сифоном и воздухопод­водяой, отличающийся тем,что с целью повыщения надежности и упрощения конструкции, в канале воздухопроводящей трубы уста­новлен частично погреженный в житкость диэлектрик многоэлект­родный электрический конденсатор, обкладки которого в момент выдачи жидкости соединены с источником напряженности.

6.4 Под действием электрического поля в проводнике при создании на его концах разности потенциалв заряды движутся - в проводнике возникает электрический ток. Любые нарушения крис­таллической решетки проводника - дефекты, примеси,тепловые ко­лебания - являются причиной рассеяния электронных волн, т.е. уменишения упорядочности движения электронов. При этом в про­воднике выделяется тепло.(заокн Джоуля - Ленца).

А.с. 553 233: Способ получения цементного клинкера путем подготовки, подогревания и спекания сырьевой смеси, отличаю­щийся, тем что, с целью интенсификации процесса клинкерообра­зования, спекание осуществляют за счет пропуска через сырьевую массу элекирического тока с напряжением 10-500 в.

6.5 Высокая проводимость металлов связана с особенностью иь электронного спектра, в котором непосредственно над запол­неными уровнями находятся свободные уровни. У большинства ме­таллов сопротивление увеличивается линейно с ростом температу­ры. в то же время ряд сплавов имеет отрицательных температурный коэффицент сопротивления.Меняется сопротивление и у неметаллов.

6.5.1. Сопротивление металлов при плавлении возрастает, если его плотность возрастает (в полтора-два раза, для свинца

- в 3-4 раза) и, наоборот, падает, если плотность металла при плавлении уменьшается (висмут, сурьма, галлий).

6.5.2. При приложении внешнего гидравлического давления сопротивление металлов уменьшается. Это уменьшение максимально у щелочных металлов, имеющих максимальную сжимаемость. У ряда элементов на кривых зависмости сопротивления от давления име­ются скачки, используемые в физике высоких давлений в качестве реперных точек.

6.5.3. Кроме того, на сопротивление металов очень сильно влияет наличие примесей (или состав сплава), что используется для идентификации сплавов.

так например, при изменении количества примесей в стали от 0,1 до 1,1% ее удельное сопротивление изменяется от 10 до 30 10(в минус восьмой степени) Ом.см.

Широко используются изобретателями и обычные изменения сопротивления обьектов за счет изменения размеров или состава обьекта.

А.с. 462 067: Способ измерения линейных размеров изделия из электропроводного материала, заключающегося в том, что на поверхность изделия направляют струю жидкости, по параметрам которой судят о размерае, отличающийся тем, что с целью расши­рения диапазона измерений, подают электропроводящую жидкость и измеряют электрическое сопротивление струи.

А.с. 511 233: Способ определения качества пишущего инс­трумента, например, шариковой авторучки путем нанесения ею на опорную поверхность пишущей жидкости и измерения электрическо­го сопротпоследней, отличающийся тем, что с цель повышения точности измерения, в качестве опорной поверхности используют токопроводящую подложку, а измерение сопротивлений осуществля­ют в цепи подложкаседло шарика.

А.с. 520 539: Способ измерения удельного электрического сопротивления образцов, заключающийся в измернии пропускаемого через образец тока, отличающийся тем, что с целью повышения точности и упрощения процесса измерения, образец последова­тельно помещают в сосуды с растворами с известными удельными сопротивлениями, измеряют ток проходящий через эти растворы до и после погружения в них образца и об удельном сопротивлении образца судят по величине удельного сопротивления того раство­ра, при погружении образца в который, ток, проходящий через этот раствор, не менялся.

6.6. При низких температурах поведение сопротивления ме­таллов весьма сложно. У некоторых металлов и сплавов обнаружи­вается явление с в е р х п р о в о д и м о с т и. Сверхпрово­дящее состояние устойчиво, если температура, магнитное поле и плотность тока не превышает некоторых критических пределов. В 1976 г. достигнуты следующие максимальные значения этих пара­метров: критическая температура 23,4К, критическое поле 600 кЗ, плотность тока 11 в 11-ой степени а см2.

А.с. 240 844: Устройство для получения сверхсильных маг­нитных полей, представляющее собой охлажденный солиноид из несверхпроводящего материала, отличающийся тем, что с целью повышения напряженности магнитного поля, снижения себестоимос­ти и потребления электроэнергии, снаружи солиноида расположен в кристалле с рабочим обьемом вне криостата сверхпроводящий соленоид.

6.6.1. Если один из параметров поддерживать вблизи крити­ческого значения, то сверхпроводящая система может быть ис­пользована для очень точного определения небольших изменений измеряемой величины, например, вблизи критической температуры

- 10 см./градус.

А.с. 525 886: Способ измерения скорости течения жидкости заключающийся в пропускании через чувствительный элемент электрического сигнала, подведения к нему тепла от дополни­тельного источника и определении скорости течения жидкости по изменению величины сигнала с чувствительного элемента, отлича­ющийся тем, что с целью повышения точности измерния скорости течения криогенных жидкостей, ее определяют по величине тепло­вого потока от дополнительного источника тепла в момент пере­хода чувствительного элемента из сверхпроводящего состояния в нормальное.

6.7. Электрическое и магнитные поля тесно связаны между собой. В природе существует электромагнитное поле - чисто электрические и чисто магнитные поля являются лишь его частны­ми случаями. Изменяющиеся электрические и магнитные поля ин­дуктируют друг друга.(под изменением поля надо понимать не только изменение его интенсивности, но и движение поля как це­лого).

Патент США 3 825 910: Способ передачи магнитных доменов при помощи самовозбуждаемых управляемых полей. Устройство пе­редачи магнитных доменов использует самовозбуждающее управляю­щее поле для перемещения магнитного домена в тонком магнитном слое из ферромагнитного материала. Слой управления перемещени­ем доменов сформирован из тонкопроводящего материала. При по­даче на управляющий слой электрического поля по соседству с магнитным слоем и в управляющем слое возникает равномерно распределенный электрический ток. Магнитный домен, расположе­ный в магнитном слое, изменяет плотность тока в управляющем слое и вырабатывает вблизи себя область токового возмущения. Ток возмущения, взаимодействуя с магнитным полем домена, обес­печивает выработку результирующего индуцированного управляюще­го магнитного поля. Скорость и направление распространения магнитного домена управляются путем изменения прикладываемого электрического поля или путем изенения тока возмущения в уп­равляющем слое.

Взаимное индуктирование электрического и магнитного полей происходит в пространстве с огромной скоростью /со скоростью света/ и представляет собой распространение электромагнитных волн. Такими электромагнитными волнами являются радиоволны, свет - инфракрасный, видимый, ультрафиолетовый, а также рент­геновские и гамма-лучи. Поэтому многие эффекты, описанные в этом разделе, имеют аналоги и в оптике, и, наоборот, "оптичес­кие" эффекты широко применяются в радиотехнике, особенно в ди­апозоне СВЧ (например, эффект Фарадея).

Магнитное поле может быть создано постоянными магнитными, переменными электрическим полем и движущимися электрическими зарядами, в частности теми, которые движутся в проводнике, создавая электрический ток.

А.с. 553 707: Способ защиты человека от поражения элект­рическим током в сетях с напряжением до 1000 В. путем отключе­ния сети при поступлении на исполнительные органы аварийного сигнала, вырабатываемого размещенными на теле человека датчи­ком на основе тока, протекающего через тело человека при его соприкосновении с токоведущими частями, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности для формирования аварийного сигнала используют электромагнитные колебания, излучаемые те­лом человека, которые фиксирует антенны служащие указанным датчиком.

А.с. 516 484: Способ автоматического регулирования поло­жения электрода при сварке путем контроля физических возмуще­ний в зоне сварки, отличающийся тем, что с целью повышения точности и обеспечения возможности регулирования при электрош­лаковой сварке, вокруг контролируемого участка зоны сварки создают магнитопроводящий контур и о положении электрода при сварке судят по распределению магнитной индукции, наводимой сварочным током внутри этого контура.

6.7.1. Основной характеристикой электрического поля явля­ется напряженность, определяемая через силу, действующую на заряд. Основной характеристикой магнитного поля является век­тор магнитной индукции, также определяемый через силу, дейс­твующую на заряд в магнитном поле.

На неподвижные заряды магнитное поле вобще не действует. Движущийся заряд магнит не притягивает и не отталки, а дейс­твует на него в направл, перпендикулярном к полю и к скорости заряда. Сила, действующая на заряд в этом случае, называется силой Лоренца.

А.с. 491 517: Способ изменения подьемной силы крыла с постоянным углом атаки, например, судно на автоматически уп­равляемых подводных крыльях. С целью повышения быстродействия и надежности системы управления подводными крыльями, снижения уровня гидродинамических шумов по крылу пропускают магнитный поток, возбуждаемый электромагнитным полем, через морскую воду электрический ток, направленный поперек магнитного потока.

Патент США 3 138 129: Гидродинамический электромагнитный движитель. Движетельная система для удлиненного гидродинами­ческого плавсредства содержат цилиндрическую оболочку из фер­ромагнитного материала; несколько параллельных магнитных полю­сов, расположенных по переферии оболочки на одинаковом расстоянии один от другого; электромагнитные катушки надетые на удлиненные электроды, число которых равно числу полюсов. На судне установлен источник переменного тока. Управляющее уст­ройство соединяет источник переменного тока с электродами и катушками электромагнита для попеременного создания северного и южного полюсов в катушках и получения пересекающихся элект­рического и магнитного полей в нужных фазах, для создания од­нонаправленного движения заряженных частиц вокруг плавсредс­тва. Управляющее устройство включает приспособление для раздельного возбуждения электродов при управлении плавсредс­твом.

6.7.2. При движении зарядов в магнитнм поле не вдоль ли­нии этого поля из -за силы Лоренца траектория их движения бу­дет представлять собой спираль. Чем сильнее поле, тем меньше радиус этой спирали. Период обращения заряда не зависит от скорости движения, а только от отношения величины заряда к массе заряженной частицы.

А.с. 542 363: Устройство для измерения заряда аэрозоли, содержащее измерительный электрод, блок питания, выпрямитель и операционный усилитель, отличающееся тем, что с целью повыше­ния эффективности, оно снабжено магнитом, создающим поперечное к напрвлению движения аэрозоли поле, а измерительный электрод выполнен плоским и установлен так, что его плоскость парал­лельна силовым линиям магнитного поля и направления движения аэрозоли.

В случае перпендикулярности силовых линий магнитного поля плоскости движения заряженной частицы она начинает двигаться по кругу, причем радиус этого круга зависит от напряженности магнитного поля.

А.с. 516 905: Датчик расхода, содержащий корпус, крыль­чатку, преобразователь угловой скорости крыльчатки в электри­ческий сигнал, отличающийся тем, что с целью расширения облсти применения и диапазона измерения, а также упрощение конструк­ции датчика расхода, преобразователь угловой скорости крыль­чатки выполнен ввиде магнетрона, анод которого выполнен с вы­резами, расположенными в плоскости, параллельно оси вращения крыльчатки, в теле крыльчатки укреплены магниты с одноименными полюсами в одном торце, а на корпусе датчика расхода установ­лен подпорный магнит, причем магниты в теле крыльчатки и под­порный магнит обращены к магнетрону разноименными полюсами.

6.8. Когда по проводнику, помещенному в магнитное поле, идет электрический ток, электроны движутся относительно поло­жительных ионов, составляющих кристаллическую решетку. Поэтому и в системе отсчета, связанной с решеткой (т.е. в системе отс­чета, в которой проводник неподвижен, сила Лоренца действует только на электроны). Через взаимодействие электронов с ионами эта сила передается решетке.

А.с. 269 645: Способ возбуждения акустических колебаний в токопроводящей жидкофазной среде, отличающийся тем, что с целью повышения эффекивности процесса излучения, на среду нак­ладывают постоянное магнитное поле и одновременно пропускают через нее переменный электрический ток.

А.с. 444 653: Способ уплотнения бетонной смеси, заключаю­щийся во взаимодействии на уложеную в форму смесь, колебания­ми, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности про­цесса, в форме вызывают импульсные деформации создаваемые взаимодействием кратковременных мощных электромагнитных полей, одно из которых генерируется индуктором, а другое создается импульсным токов.

А.с. 286 318: Способ контроля и дефектоскопии однотипных изделий, имеющих открытые деффекты, например ввиде пустот или инородных включений, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса контроля изделие помещают в ванну с электропроводной жидкостью, пропускают через нее электрический ток, а затем воздействуют на жидкость магнитным полем для изменения ее ка­жущейся плотности до достижения безразличного положения в ней исправных изделий, и наличия деффектов определяют по изменению положения изделия относительно дна ванны.

Возможен и обратный эффект: колебания решетки передаются электронам, а их движение в магнитном поле приводит к возник­новению тока.

А.с. 549 732: Способ неразрешающего контроля магнитных материалов, заключающийся в том, что контролируемые магнитные материалы помещают в магнитное поле и подвергают воздействию механических напряжений в пределах области упругой деформации, а о механических свойствах материала судят по изменению индук­ции в них, отличающийся тем, что с целью повышения точности и производительности контроля, используют постоянное магнитное поле, механические напряжения создают с помощью ультразвуковых колебаний, а о механических свойствах материалов судят по ве­личине переменной составляющей индукции в них.

6.8.1. Взаимодействие двух проводников, по которым текут электрические токи, осуществляется через магнитное поле. Каж­дый ток создает магнитное поле, которое действует на другой проводник. Таким образом, взаимодействуют отнюдь не поля между собой, а поле и ток.

Аналогичным образом взаимодействуют и движущиеся электри­ческие заряды. Причем для магнитных взаимодействий третий за­кон Ньютона не выполняется (сила, действующая на один заряд со стороны другого, не равна силе действующей на второй заряд со стороны первого).

6.9. При движении (изменении) магнитного поля в замкнутом проводнике возникает ЭДС индукции. В соответствии с правилом Ленца направление индукционного тока таково, что его собствен­ное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукцию. Внешние силы, двигающие магнит, встречают сопротив­ление со стороны проводящего контура. Собственное поле контура таково, что при приближении магнита рамка и магнит отталкива­ются, а при удалении притягиваются. Во всех случаях внешние силы должны будут выполнять работу, которая превратится в ко­нечном счете в работу тока.

Патент США 3 787 770: Способ обнаружения снаряда вылетаю­щего из ствола орудия, и прибор для его осуществления. Магнит располагают вблизи дула орудия для того, чтобы вылетающий из ствола снаряд пересекал некоторые магнитные силовые линии маг­нита. При отделении снаряда от орудия и прохождении снаряда над постоянным магнитом, в считывающей катушке, намотанной на магните, наводятся импульсы напряжения, которые после прохож­дения через усилитель подводятся к осцилографу или хронографу для обеспечения отсчета.

А.с. 279 117: Термостат содержащий теплоизолированную ка­меру, магнит и нагреватель, отличающийся тем, что с целью уп­рощения конструкции и повышения надежности, в нем нагреватель выполнен из ферромагнитного материала, устаномлен на валу электродвигателя и расположен в поле магнита.

Это явление наблюдается и в том случае, когда перемещения проводника не происходит, а магнитное поле меняется во време­ни. Если контур проводящий ЭДС индукции вызывает в нем индук­ционный ток, если непроводящий (например, условно проведенный в воздухе), то возникает лишь ЭДС.

6.9.1. Рассмотрим два контура, расположенные рядом. Пере­менный ток протекающий в одном из них, создает переменное маг­нитное поле, которое вызывает появление ЭДС индукции в другом контуре. Такое явление называется взаимной индукцией.

6.9.2. Переменный магнитный поток может вызываться пере­менным током самого контура. В этом случае в контуре также по­является ЭДС - она называется ЭДС самоиндукции.

6.10. Если в изменяющемся магнитном поле перпендикулярно к его силовым линиям поместить металлическую (не ферромагнит­ную) пластинку, в ней начнут протекать круговые индукционные токи.

А.с. 513 237: Способ магнитошумовой размерометрии ферро­магнитных изделий, заключающийся в том, что преобразовывают магнитные шумы в электрические сигналы индуктивным преобразо­вателем, а затем проводят амплитудно-частотный анализ спектра сигналов, по результатам которого судят о контролируемом раз­мере, отличающийся тем, что с цель повышения точности контроля толщины электропроводных неферромагнитных покрытий на ферро­магнитной основе выделяют ту часть спектра сигналов, компонен­ты которой изменились вследствие токовихревого взаимодействия с магнитными шумами.

6.10.1. Ток в пластинке может достигать больших величин, даже при небольшой напряженности поля, так как сопротивление массивного проводника мало. Индукционные токи в массивных про­водниках называют токами Фуко или вихревыми точками.

А.с. 235 778: Устройство для оттаивания снеговой шубы ис­парителя, например, домашних холодильников, содержащее понижа­ющий трансформатор, первичная обмотка которого включена в электрическую цепь переменного тока, отличающийся тем, что с целью ускорения процесса оттаиванияпевичная обмотка укреплена на стенке испарителя с тем, чтобы последний служил вторичной обмоткой трансформатора для наведения в нем вихревых токов.

6.10.2. Вихревые токи в пластинке создают магнитное поле. Это поле действует в соответствии с правилом Лоренца навстречу полю возбуждения. Это значит, что пластинка будет выталкивать­ся из поля.

А.с. 434 703: Способ ориентации немагнитных токопроводя­щих ассиметричных деталей в переменном магнитном поле, образо­ванном в межполюсномпространстве электромагнита, отличающийся тем, что с целью уменьшения затрачиваемой мощности и повышения надежности ориентации, деталь в зону ориентации подают смещен­ной относительно плоскости симметрии магнитного поля так, что в одном из положений электродинамические силы, действующие на деталь уравновешиваются, а в других - неравновесие этих сил усугубляется.

Колеблющаяся между полюсами электромагнита тяжелая метал­лическая пластинка "увязает", если включить постоянный ток, питающий электромагнит, и останавливается. Вся ее энергия превращается в тепло выделяемое токоми Фуко. В неподвижной пластине токи, разумеется, отсутствуют. Тормоз, основной на этом эффекте не имеет трения покоя.

А.с. 497 069: Способ торможения проката на холодильниках сортовых прокатных станков, отличающийся тем, что с целью уве­личения производительности холодильников торможение проката поисходит бегущим полем, создаваемым электромагнитами, встро­енными в приемный желоб холодильника.

6.10.3. Чем лучше проводник пропускает ток, тем ближе по величине к первоначальному встречное магнитное поле. В идеаль­ный проводник (сверхпроводник) электромагнитная волна вобще не проникает, вихревые токи текут в бесконечно малой по величине "кожице" металла.

Выталкивание магнитного поля из сверхпроводника называет­ся эффектом Мейснера.

Этот эффект используется для создания магнитных экранов, позволяющих получить магнитный вакуум до 10 в минус восьмой степени эрстед. Им обьясняется интересное явление - парение постоянного магнита над чашей из сверхпроводящего материала.

6.10.4. В стационарном электростатическом или магнитном поле подвеска тела не может быть стабильной, если относитель­ная диэлектрическая проницаемость или магнитная проницаемость тела больше или равна единице. Диэлектрическая проницаемость всех тел больше. Но магниная проницаемость диамагнитных мате­риалов и сверхпроводников меньше единицы. Это дает возможность осуществлять с этими веществами стабильную повеску. Любое пе­ремещение подвешенного тела приводит к появлению вихревых то­ков, энергии которых достаточно, чтобы удержать подвешенное тело.

Триумф индукционных токов - беличья клетка ротора асинх­ронного двигателя работают индукционные насосы для перекачива­ния жидких металлов в металлургии и ядерной энергетике.

6.10.5. На величину вихревого тока влияют удельная элект­рическая проводимость и магнитная проницаемость материала, толщина образца и частота тока.

При прохождении по проводнику тока высокой частоты наблю­дается поверхностный эффект (скин-эффект) - ток идет только по поверхностному слою проводника. При частоте 10 в седьмой сте­пени Гц для хорошего неферромагнитного проводника толщина слоя приблизительно 0,01 см. На этом основан метод поверхностной закалки.

А.с. 281 997: Способ испарения материалов в вакууме путем высокочастотного нагрева, отличающийся тем, что с целью осу­ществления процесса из кольцевого источника, испарению подвер­гают материал в форме диска при частоте магнитного поля, обес­печивающей появление скин-эффекта на его боковой поверхности.

Существование скин-эффекта означает, что электромагнитная волна, попадающая на поверхность проводника (металла, электро­лита или плазмы) быстро затухает в глубине проводника, прони­кая лишь на глубину скин-слоя.

А.с. 451 888: Способ очистки трубопроводов преимуществен­но от отложений гидратов путем их нагрева, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности нагрев осуществляется сверхвысокочастотными электромагнитными волнами, которые нап­равляют в трубопровод.

^ 6.11. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ.

6.11.1. Электрический заряд движущийся в пустоте равно­мерно относительно инерционной системы отсчета, не излучает. Иная картина возникает в том случае, когда заряд под действием внешних сил движется с ускорением. Поле обладающее энергией, а значит массой или инертностью, образно говоря, отрывается от заряда и излучается в пространстве со скоростью света. Излуче­ние происходит до тех пор, пока на заряд действует сила, сооб­щающая ему ускорение.

А.с. 511 484: Способ охлаждения рабочего тела путем рас­ширения до получения двухфазного потока с отдачей внешней работы, отличающийся тем, что с целью повышения экономичности рабочее тело перед расширением ионизируют, например, в поле коронного разряда в отдачу внешней работы осуществляют путем торможения заряженных частиц в электрическом поле.

6.11.2. Эффект Вавилова-Черенкова. Если заряженная части­ца являющаяся источником электрического поля, движется в среде со скоростью, большей, чем скорость света в этой среде, то частица будет опрежать собственное электрическое поле. Такое опережение вызывает появление напрвленного электромагнитного излучения, причем излучение будет распространяться лишь в оп­ределнном телесном угле, определенном скоростью частиц и пока­зателем преломления среды. Чем больше плотность среды, тем бо­лее низкая энергия (скорость) заряженых частиц требуется для генерации излучения. Техника обнаружения этого свечения разра­ботана до предела - аппаратура позволяет обнаруживать отдель­ные частицы (поштучный счет с помощью счетчиков Черенкова). Кроме этого Черенковские счетчики используются для быстрого счета и непосредственного определения скорости заряженных час­тиц, селекции скоростей и направления частиц, определения за­ряда и т.п. На использовании эффекта Вавилова-Черенкова воз­можно создание милиметровых и более коротких радиоволн; черенковское излучение позволяет создать стандартный источник света, необходимый при биологических и астрономических иссле­дованиях.

А.с. 182 249: Устройство для измерения эффективной массы частиц, рападающихся на гамма-кванты и электроны, отличающееся тем, что сцелью увеличения точности измерения и ускорения на­бора эксперементальных данных, оно содержит двухканальную сис­тему совместно работающих искровых камер и черенковских спект­ромеров полного поглощения, установленных так, что в направлении вылета каждой из двух частиц распада, стоит блок из искровых камер и черенковского гамма-спектрометра, а оси блоков расположены симметрично относительно направления пер­вичной частицы и составляют собой угол равный минимальному уг­лу двухчастичного распада.

А.с. 431 887: Способ исследования прожигаемости гематооф­тальмического барьера путем введения в кровяное русло вещества, содержащего радиоактивный изотоп и одновременно ре­гистрации интенсивности бетаизлучений над поверхностью рогови­цы глаза, отличающийся тем, что с целью повышения точности ис­следования дополнительно регистрируют изменения интенсивности черенковского излучения.

6.11.3. Другой пример - так называемое бетатронное (или синхронное)излучение. В этих приборах заряженные частицы дви­жутся по круговым орбитам. При энергиях порядка десятков Мэв электроны излучают видимый свет, при еще больших энергиях - рентгеновский луч.

Наиболее важным для приложения является излучение заряда, совершающего гармоническое движение. На этом эффекте основана работа всевозможных излучателей и антенн.

Л И Т Е Р А Т У Р А

Г.Е.Зильберман. Электричество и магнетизм.М."Наука" 1970.

К 6.1. А.с. 410 316; пат. США 3556998,3562757.

К 6.2. А.с. 240 505

К 6.4. А.с. 498 770

К 6.4. Физический энцеклопедический словарь, т.5 стр.449.

К 6.5. Таблицы физических величин.М.,"Атомиздат",1976, стр.304-308.

К 6.7. А.с. 490 661,490 662,492 155

К 6.8. А.с. 491 174,515 684,514 632,465 345

К 6.10 А.Л.Дорофеев, Визревые токи,М."Энергия",1977

А.с. 422 982

К 6.11.2. Дж.Делли. Черенковское излучение и его применение;

М.,"ИЛ".1960.

Б.М.Болотовский, Свечение Вавилова-Черенкова.

М."Наука" 1964.

1   2   3   4   5   6   7   8   9



Скачать файл (184.6 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации