Измерение поглощения звука

Результаты опытов по измерению поглощения звука часто выражают не в виде [а, а в виде a/v это отношение, согласно уравнениям (14.47) и (14.67), равно [c.406]

Н. Б. Лежневым в 1978 г. впервые выполнены прямые измерения поглощения звука в жидкостях на частоте 10 ГГц, [c.64]

Измерение поглощения звука осуществляется обычно импульсными методами. Эти измерения более сложны и выполняются с меньшей точностью. [c.192]

Точность измерений поглощения звука этим методом не очень велика, погрешность измерений составляет 10— [c.90]

Экспериментальное исследование поглощения акустических волн диапазона СВЧ осуществлялось с помощью лабораторных установок, позволяющих проводить измерения на частотах 9,4 и 1—4 ГГц при температуре жидкого гелия до комнатной (рис. 68). Оценка потерь на расхождение звукового пучка при диаметре излучателя —0,1 см составляет величину не большую 0,1 дБ/см в экспериментах на частоте 2,5 ГГц. Зависимость эффективного поглощения АВ за счет разориентации образцов на частоте 2,5 ГГц составляла порядка 0,2 дБ/К. Оценивались потери за счет поглощения звука в пленочном преобразователе и другие. Суммарная ошибка измерений изменений уровня мощности СВЧ равна —0,5 дБ. [c.192]

Одним из наиболее простых и надежных способов определения компонент комплексных модулей упругостей является их расчет из экспериментальных данных по измерению скорости и коэффициента поглощения звука. [c.235]

Пирожков Б. И., Измерение скорости и поглощения звука (В твердых телах, Приборы техника эксперимента , 1961, № 4, стр. 104. [c.245]

В табл. 8 приведены измеренные экспериментально и рассчитанные теоретически значения величин поглощения звука, а также температурные коэффициенты для некоторых жидкостей [13]. [c.45]

Измерение поглощения ультразвука в широком диапазоне частот показало, что в зависимости от микроструктуры металла, от термообработки и величины его зерна будет изменяться и поглощение звука. При этом наибольшим поглощением обладает крупнозернистая дендритная структура металлов. Это дает возможность применить [c.146]

Выбор основных параметров прибора определяется физическими свойствами исследуемой жидкой среды и точностью измерений. Так, частоту высокочастотных импульсов нецелесообразно повышать более 10 Мгц, ибо при этом поглощение звука увеличивается и затрудняется получение достаточной амплитуды сигнала на выходе приемного устройства. Частота следования импульсов выбирается из условия полного затухания в среде возмущений, вызванных ультразвуковым импульсом. Например, для измерительного сосуда длиной /=25 см время распространения звука в воде равно [c.167]

Измерения взвесей. В отличие от растворов, которые можно рассматривать как химические соединения растворителя и растворяемого вещества, встречаются случаи, когда растворенное вещество находится в растворителе в виде мелких частичек во взвешенном состоянии, т. е. мы имеем просто механически размещенные частички вещества в той или иной среде. В этом случае сг орость звука от присутствия этих частиц в данной среде не меняется и взвеси влияют лишь на рассеяние (поглощение) ультразвука. В качестве примера приведем измерения поглощения ультразвука в литейном шликере [139], жидкой фарфоровой массе, представляющей смесь измельченных сырьевых материалов с водой (рис. 104). [c.186]

Объемную вязкость можно вычислить из измерений поглощения нормального (низкочастотного) звука и ультразвука. В случае не очень высоких частот ультразвука ц постоянна, но для ультразвука очень высокой частоты ц меняется, т. е. наблюдается дисперсия объемной вязкости. [c.129]

Описанные выше теоретические представления позволили качественно объяснить первые экспериментальные результаты, полученные Михайловым и сотр. [1]. Однако последующие измерения показали, что полного соответствия между теорией и экспериментом не наблюдается, а отдельные результаты противоречат теоретическим предсказаниям. В частности, было обнаружено, что в одних растворах частотные зависимости Да/Р описываются релаксационными кривыми с одним временем релаксации, в других — с двумя временами, а в некоторых объектах наблюдается широкий релаксационный спектр [8, 9]. Эти факты позволили ряду исследователей сделать вывод, что поглощение звука в концентрированных растворах полимеров не связано с вязким трением звеньев макромолекулы о растворитель и обусловлено другими причинами. [c.187]

Описанным способом были определены [177] коэффициенты объёмной вязкости в ряде жидкостей и сравнены со значениями, найденными на основании измерения поглощения звука. Результаты этого исследования приведены в таблице 28. Следует отметить хорошее совпадение значенийопределённых обоими методами. Это обстоятельство создаёт уверенность [c.193]

Так как кассета с исследуемыми образцами могла вращаться внутри измерительной камеры, то, подводя под ультразвуковой пучок по очереди два образца одного и того же полимера, имеющие разную толщину, можно было определить скорость ультразвука в полимерном образце по формулам (156), (158) или (163) и коэффициент поглощения. Одно из гнезд в кассете оставалось свободным для измерения скорости звука Сд в иммерсионной жидкости. [c.80]

Большим достоинством метода буферных стержней является возможность проводить измерения как на продольных, так и на сдвиговых волнах. Для измерения скорости и поглощения звука можно использовать те же формулы, что и в случае иммерсионного метода. Можно указать два простых способа измерения скорости ультразвука в полимерах с использованием буферных стержней. [c.83]

Если бы константы скоростей реакций и были бы равны, то время релаксации Tj, должно было бы лишь в 1,7 раза превышать Тц. Но следует ожидать, что существенно больше Этот вывод вытекает из данных о скорости и поглощении звука в области гиперзвуковых частот, приведенных в [29]. Так, например, высокочастотный предел наблюдаемой простой области дисперсии скорости звука = 1138 м/с. Измерения скорости звука на частоте 3,35 ГГц оптическим методом [29] дают при 30° С значение С , = 1135+6 м/с. Следовательно, на частоте 3,35 ГГц вторая область дисперсии скорости звука еще не наблюдается. Релаксационная частота первой области акустической дисперсии при 30° С равна 0,59 ГГц. Таким образом можно ожидать, что вторая простая область акустической дисперсии имеет релаксационную частоту примерно на порядок большую, чем релаксационная частота первой области. [c.291]

Получающаяся кривая изображена на рис. 4.1,6 времена релаксации можно найти из сравнения абсорбционных измерений скорости звука с теоретической зависимостью, при этом нужно только ввести поправку на классическое поглощение. [c.218]

Скорость и интенсивность поглощения звука в полимерных жидкостях. Полидиметилсилоксан. Значения V, и аХ, измеряли в температурном интервале от 220 до 360 К для углов 74 и 158°, что отвечало частотам фононов, изменяющимся в пределах 4,2-3 ГГц и 6,86—4,9 ГГц соответственно. Форма криостата не позволяла проводить измерения при других значениях угла рассеяния. Значения аХ, в зависимости от температуры представлены на рис. 11.1, а, а на рис. 11.1,6 показана температурная зависимость V, только для одного значения угла рассеяния - 74°. Данные, полученные для угла 158°, ложатся на ту же самую зависимость, так что расхождение обеих серий измерений не выходит за пределы ошибок опыта. Максимумы потерь для кривой, отвечающей меньшему углу рассеяния, наблюдаются при [c.213]

Уменьшение степени гидролиза при переходе сверху вниз по группе элементов симбатно уменьшению времени, необходимому для обмена молекул НгО, непосредственно связанных с ионом металла, с другими, несвязанными молекулами НгО. Времена половинного обмена во всех случаях меньше 1 сек, так что для исследования таких процессов нужно пользоваться специальными методами. Один из таких методов основан на изучении ядерного магнитного резонанса О - (см. стр. 170). Если в этих опытах молекула воды, связанная с ионом, обменивается за время не меньше 10 сек, то линию ЯМР О такой молекулы можно отличить от линии О в объеме растворителя. Такая линия была обнаружена для гидратированного иона Ве +, что указывает на обмен со временем половинного обмена больше 10 сек. Однако отсутствие такой линии в случае Mg + показывает, что время половинного обмена должно быть меньше 10 сек. Более точные количественные данные можно получить с помощью релаксационно-спектральных измерений по Эйгену, хотя эти опыты являются менее непосредственными. В интересующем нас методе используется поглощение звука. Акустические времена релаксации связаны с константами скоростей, так что по изменению частот поглощения звука можно получить кинетические данные. Такие опыты с растворами электролитов позволяют получать сведения о скоростях ассоциации катионов с анионами. Интерпретация данных основывается на разумном предположении о том, что сначала гидратированный катион и анион образуют ионную пару, содержащую молекулу воды между двумя ионами. Затем ионная пара перегруппировывается, при этом удаляется промежуточная молекула воды, и эта стадия является определяющей скорость [c.190]

Близкие к этому значению величины Р получаются также из измерений поглощения звука в водороде [1239], а также из измерений времени релаксации в водороде при помощи метода ударной трубки [815, 706]. См. также [1187, 1240]. Заметим, что в отличие от расчета Браута расчет Бекерле [368], исходящий из функции (20.14) и упрощенной модели столкновений, дает значения величины Р, па один — полтора порядка отличающиеся от измеренных значений. По мнению Бекерле, это расхождение обусловлено упрощенным характером выбранной им модели. [c.303]

И электронно-лучевой трубки (см. рис. 28). Ввиду того, что поглощение звука желательно измерять в пи1роком диапазоне частот, во многих подобных установках вместо обычного широкополосного усилителя применяются усилители супергетеродин-ного типа. Кроме того, отличительной чертой приборов для измерения поглощения звука является наличие отградуированного в децибелах аттенюатора во входной цепи усилительного тракта. [c.149]

Полученное соотношение позволяет использовать измерения поглощения звука в жидкостях для определения коэффтщиента объёмной вязкости г/. [c.192]

Разработанные в настоящее время точные методы измерения поглощения звука в твёрдых телах приведут в ближайшее время к широкому использованию подобного рода измерен1 й для изучения различных свойств, твёрдых тел. [c.252]

Релеевский триплет. Итак, спектр тонкой структуры релеевского рассеяния света (релеевский триплет) в чистых жидкостях обусловлен адиабатическими и изобарическими флуктуациями плотности. В растворах центральная компонента релеевского триплета, будем называть ее компонентой Гросса (по имени открывшего ее в 1930 г. Е. Ф. Гросса), зависит не только от изобарических флуктуаций плотности, но и от флуктуаций концентрации. Изучая спектр центральной компоненты релеевского триплета, изображенного на рис. 32, можно определить коэффициент те.мпературопроводности х и, если известно Ср, —коэффициент теплопроводности %. Изучая спектр компонент Мандельштама—Бриллюэна, получают сведения о скорости распространения и коэффициенте поглощения звуковых волн [36]. Точность этих измерений резко возросла с появлением газовых лазеров. Измерения проводятся при углах рассеяния 0, обычно превышающих 20—30°. В этих условиях спектр компонент Мандельштама — Бриллюэна позволяет изучать лишь гиперзвуковые волны, имеющие частоту порядка 10 Гц. При очень малых углах рассеяния в принципе можно было бы исследовать скорость и поглощение звука в более широком диапазоне частот и оптическим методом получать сведения о дисперсии скорости звука, т. е. о зависимости скорости звука от частоты колебаний звуковых волн [37]. [c.144]

Метод акустической эмиссии основан на том эффекте, что растущая трещина или возникновение дополнительных напряжений внутри изделия, например вследствие деформации, высвобождает энергия), которая излучается также и в форме звуковых волн. Диапазон частот этих импульсов или цуга импульсов распространяется на все частоты слышимого звука вплоть до наивысших частот. Однако по практическим причинам ограничиваются диапазоном ультразвука около 1 МГц, так как при более низких частотах измерение нарушается из-за слишком большого числа помех от окружающей среды, а при более высоких частотах сильно ограничивается дальностью распространения из-за поглощенно звука в материале. По аналогии с методами сейсмологии звуковые импульсы регистрируются датчиками колебаний (как правило, пьезодатчиками искателей), поставленными на поверхность детали, и подвергаются дальней- шей обработке. [c.323]

Для исследования релаксационных процессов, внутри- и межмолекулярных взаимодействий в полимерах большое значение имеют акустические методы, которые также могуг быть использованы для определения геплоемкости при температурах, близких к абсолютному нулю, прочности высокомолекулярных материалов, ориентации макромолекул, степени сшичания и т. Д. Наличие четкой зависимости химического строения, физической структуры, молекулярной подвижности и т. д. от 1аких параметров, как скорость и коэффициент поглощения звука, позволяет быстро и точно измерить Е" и tg ср в широком диапазоне частот и амплитуд без изменения структуры или разрушения изделия, что облегчает интерпретацию полученных результатов в случае акустических спектрометров эти измерения автоматизированы. Особо перспективно применение акустических методов в дефектоскопии полимеров и при неразрушающих испытаниях. См. [14]. [c.389]

Как уже указывалось, возмущение системы в стандартном состоя НИИ может быть вызвано изменением какого-либо внешнего или внут реннего параметра. В последнем случае просто добавляется один ком понент в достаточно малой концентрации (разд. Ill, В). Последующее перемешивание раствора должно быть значительно более быстрым, чем изучаемый релаксационный процесс Перемешивание, однако, име ет свои ограничения во времени. Нижний предел времени перемеши вания (около одной миллисекунды) достигается только с помощью наи более быстрых смесителей. Поэтому отклонения системы от стандартного состояния чаще вызывают измерением внешнего параметра, например температуры Т или давления Р. Обычно эти параметры либо задают в виде ступенчатой функции при широкополосном контроле релаксационных процессов, либо модулируют какой-либо повторяющейся функцией, что приводит к некоторому стационарному состоянию. Типичным примером первого способа является метод температурного скачка, второго способа - метод поглощения звука. [c.363]

Данные по скоростям ультразвука в водных растворах электрог литов накапливались постепенно в течение многих лет [1, 2] . Существенный интерес к неводным растворам [3, 4] и расплавам солей [5] проявился совсем недавно. Измерение скорости в среде с т-> вестной плотностью является стандартным способом определения сжимаемости жидкостей. Сжимаемость растворов можно вычислить, исходя из ион-ионных взаимодействий и взаимодействий иона с растворителем. В случае расплавов солей можно исходить из одной из теорий жидкости. Частотная дисперсия акустической скорости в прш-ципе позволяет изучать релаксационные явления в такой системе. Однако в растворах электролитов преобладает дисперсия поглощения звука, и поэтому почти всегда предпочитают прямые измерения затухания звуковых волн. [c.419]

Широко применяют оптические методы спектроскопию, спек-трофотометрию, измерение показателя преломления, для оптически активных веществ — полярометрический метод. При изучении реакций в растворах электролитов пользуются методом электропроводности, при изучении изотопного обмена и механизма реакции применяют метод меченых атомов. Для исследования быстрых реакций применяют метод измерения скорости распространения и коэффициента поглощения звука и в особенности ультразвука. При изучении скорости рекомбинации атомов используют метод раздельного калориметрирования (А. А. Ковальский, 1946). В ряде случаев, как, например, изучение быстрых реакций или рекомбинации атомов, химико-аналитические методы вообще неприменимы. [c.18]

Н-связь, независимо от длины и разветвленности углеродно цепи, наличия сильных электроотрицательных групп или, как это было показано в некоторых случаях, замещения в Н-связи атома водорода иа дейтерий. Эти данные не подтверждают предположения о том, что дейтериеваи связь прочнее водородной (см. [2 36, 2137]). Число работ, в которых изучались кислоты в жидкой и твердой фазах, иевел1Ш0, поэтому сделанные выше выводы нельзя распространять и на эти фазы. Наиболее достоверное значение для жидкой фазы —АЯ 6,7 ккал/моль (стеариновая кислота, 117891) лежи г с пределах погрешности приведенной выше величины. Метод поглощении звука дает, по-видимому, заниженные значения АН (на 2—4 ккал/моль), которые в настоящее время следует рассматривать как лежаш,ие за пределами погрешности значений, полученных другими методами. Аллен и Кал-дин [251 пришли к выводу, что данные, полученные по методу плотности нара, имеют точность 0,1—0,2 ккал/моль спектроскопические измерения менее точны, их погрешность составляет +1 ккал/моль. Данные, полученные разными экспериментаторами, не попадают в указанный предел погрешности. Определение энтропии производится с меньшей точностью, только [c.182]

Однако методы ультразвукового контроля не ограничиваются только одной дефектоскопие . Так, измеряя скорость распространения и коэфф1 циент поглощения ультразвука в различных средах, можно судить об упругих параметрах последних—плотности, вязкости и модуле упругости, ибо они-то и определяют величины скорости и поглощения ультразву овых колебаний. При этом появляется возможность связать данные подобных измерений со структурой испытуемых материалов. Например, но величине поглощения звука в металлах мож то определять величину зерна, а следовательно, и структуру исследуемого металла. По данным измерений скоростей распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн определяют упругие константы (модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона) металлов и таких материалов, как каучук, пластмасса, стекло, фарфор, лед. А так как подобные измерения позволяют исследовать также шнетику процессов, происходящих в твердых телах, то этим методом можно контролировать напряженное состояние материала, например измерять модули упругости сильно нагруженных железобетонных или стальных конструкций. [c.8]

Измерения поглощения в большинстве металлов и сплавов проводятся импульсным ультразвуковым методом. При этом наблюдается затухание импульсов, многократно отраженных от граней испытуемого образца. Сопоставление данных ультразвукового метода с металлографическими данными о размерах зерен металла позволяет уточнить характер зависимости поглощения звука от структуры металла. Блок-схема ультразвуковой установки для контроля структуры металлов аналогична схемам импл льсных дефектоскопов, т. е. состоит из синхронизирующего генератора, генератора высокой частоты, усилителя [c.148]

Впервые скорость звука и в жидком нормальном водороде была измерена Питом и Джексоном (121] в 1935 г. Исследователи использовали интерферометрический метод при частоте 427 кгц. Измерения проведены в точке нормального кипения водорода (20,4°К) с погрешностью около 0,5%, что соответствует абсолютной погрешности (5—7) м сек. Галт [122] в 1948 г. измерил скорость и поглощение звука в жидком нормальном водороде при температуре 17 °К и частоте 44,4 Мгц импульсным методом. При указанной ошибке определения температуры полученное значение скорости звука должно ограничиваться погрешностью (20—30) м сек. Ван-Иттсрбик с сотрудниками [123] исследовалп зависимость и(Т) в нормальном жидком водороде иа линии насыщения в диапазоне 14—2ГК интерферометрическим. методом при частоте 523 кгц, однако полученные результаты, по признанию самих авторов [124], оказались недостаточно корректными. В 1954 г. Ван-Иттербик, Ван-дер-Берг и Лимбург [125] измерили скорость звука в нормальном водороде при частоте 1 Мгц и в параводороде при частоте 3 Мгц при температуре в нормальной точке кипения оптическим и интерферометрическим методами. Использование разных методов дало результаты, отличающиеся до 7 м/сек (в табл. 40 данные этой работы, полученные оптическим методом, от.мечены звездочкой). [c.97]

Наиболее интересным является случаи поглощения звук в гелии вблизи Я-точки ), так как здесь возможны очень, точные эксперименты. Из предшествующего рассмотрения ( 3) мы знаем, что в случае гелия и антиферромагнетика Де = Ах, и поэтому, как и в теории самосогласованного поля, с [154]. Этот вывод хорошо согласуется с измерениями Бармача и Рудника [155], обнаруживших релаксационный пик в поглощении звука вблизи Я-точки гелия. [c.241]

Измерения скорости звука и поглощения его в зависимости от частот колебания и температуры в чистых газах и их смесях позволяют определить вероятно1Сти Р. Действительно, была обнаружена температурная зависимость Р при более высоких температурах среднее число соударений, необходимых для того, чтобы колебательный квант одной молекулы перешел в поступа- [c.192]

Расчет коэффициента адиабатической сжимаемости Рз = = — (Й1п У/дP)s связан с формулой Лапласа 114.29), а потому — с акустическими исследованиями растворов, в которых наряду с измерениями скорости звука часто изучается поглощение звука. Изотермическую сжимаемость определяют прямыми и косвенными методами. Прямые методы предполагают экспериментальное изучение зависимости объема от давления Кт — — дУ/йР)т. В качестве примера можно упомянуть исследования Кт в системах НгО — ДМСО [253], НгО — /-ВиОН [254], разбавленных водных растворов спиртов, амидов и ацетонитрила [109]. Косвенные методы основаны на использовании формулы (111.31), либо на экспериментальном определении термического коэффициента давления (дР/дТ)у = я и формуле р - = р/л, где ар =(д 1п У дТ)р. Последним способом были определены изотермические сжимаемости в системе НгО— Hз N при 298 и 318 К [255]. Чаще, однако, используется соотношение (111.31). [c.148]

Сравнительный анализ наиболее надежных и распространенных методов измерения скорости звука в твердых телах показывает, что их весьма трудно, а иногда и невозможно использовать для акустических измерений в полимерах. Это связано с особенностями ультразвуковых измерений в полимерах. Очень высокое (по сравнению с металлами) поглощение ультразвука в полимерах, из-за которого не наблюдаются отраженные импульсы, не позволяет применить такие точные способы измерения скорости звука, как метод Вильямса — Лэмба - и метод наложения импульсов . Высокое поглощение звука в полимерах ограничивает возможности и резко снижает точность метода автоциркуляции импyль a - [c.71]

В настоящее время методы измерения скоростей быстрых реакций в растворах настолько усовершенствованы, что почти не осталось таких реакций, скорость которых не поддается непосредственному измерению. Эти методы, начиная от методов поглощения звука и магнитного резонанса, кончая электрохимическими методами, заслуживают внимания не только потому, что их применение позволяет получить ценные кинетические сведения, но также и потому, что в будущем некоторые из них могут стать обычными аналитическими методами. Исчерпывающие сведения о методах измерения скоростей быстрых реакций и их применении для изучения реакций в растворе можно найти в замечательной монографии Колдина [1]. [c.267]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология