Ультразвук теория

Разрушение аэрозоля под действием ультразвука известно давно, но только сейчас оно начинает получать практическое применение. Согласно одной из теорий, действие ультразвука на [c.361]

Возбуждение колебаний за счет энергии относительного движения сталкивающихся молекул и обратный процесс рассеяния колебательной энергии вследствие малой вероятности обмена поступательной и колебательной энергии находят отражение в дисперсии и поглощении ультразвука. Как это следует из теории Эйнштейна распространения звука в многоатомных газах [735], при достаточно больших частотах звука, когда время релаксации становится больше периода акустических колебаний, состояние газа в момент прохождения звука отклоняется от равновесного. Результатом этого является дисперсия звука, выражающаяся в зависимости скорости распространения звуковых колебаний от частоты, а также аномальное поглощение звука газом, отличающееся от обычного (классического) как своей величиной, превышая последнее в 10—100 раз, так и иной зависимостью коэффициента поглощения от частоты-звука. [c.177]

Поглощение ультразвука теория, ассоциированные жидкости. [c.419]

При быстро протекающих процессах (а распространение ультразвука в жидкости является именно таким процессом) передача энергии от внешних степеней свободы к внутренним происходит не мгновенно, а занимает некоторый промежуток времени т. Если период звуковых колебаний мал или сравним с ним, то энергия от внешних степеней свободы не будет успевать передаваться внутренним степеням, за счет чего должна происходить дополнительная потеря энергии звуковой волны. Эта дополнительная потеря энергии не может быть учтена в рамках классической теории поглощения звука, поскольку она исходит из основных уравнений механики сплошных сред, где игнорируется атомистическая структура вещества. [c.455]

Желающих ознакомиться с вопросами механизма релаксационных процессов в жидкости, теории поглощения ультразвука отсылаем к многочисленным работам [10, 16, 19, 21, 34, 36, 45, 49, 50, 55, 57, 58, 67, 801. [c.456]

Вопросы дифракции плоской акустической волны на некоторых отражателях рассмотрены в 1.4. Здесь будет показано, как использовать результаты дифракционной теории для расчета акустического тракта, т. е. как учесть особенности полей излучения и приема преобразователя. Кроме того, в этом разделе изложены приближенные и (более простые) способы расчета отражения, пригодные, когда размеры отражателя больше длины волны энергетическое приближение, основанное на представлениях лучевой акустики, и метод Кирхгофа. Согласно последнему каждую точку освещенной поверхности плоского отражателя рассматривают как вторичный излучатель волн, а поле отраженной волны вне отражателя считают равным нулю. В приводимом далее выводе формул акустического тракта не учтено затухание ультразвука. Чтобы учесть этот эффект, следует ввести во все формулы для контактных прямых преобразователей множитель e где г — расстояние от преобразователя до отражателя, а для преобразователей с акустической задержкой — множитель в котором Га и гв — средние пути ультразвука в задержке и изделии, а бл и бв — затухание ультразвука в этих средах. [c.108]

Между методом контроля ионизирующими излучениями и теневым способом прозвучивания изделий ультразвуком можно провести некоторую аналогию. В обоих случаях производится регистрация величины интенсивности энергии, прошедшей через изделие. Ионизирующее (электромагнитное) излучение рассматривается в двух аспектах как волновое излучение или как корпускулярное, состоящее из частиц, называемых фотонами или квантами. Некоторые явления получают более четкое объяснение, если рассматривать тормозное излучение или гамма-лучи как поток квантов, другие явления с большей полнотой объясняются волновой теорией. Интенсивность рентгеновских или гамма-лучей, проходящих через контролируемое изделие, уменьшается по экспоненциальному закону [61, 78] [c.116]

Все теоретические модели явления акустоупругости оперируют понятием фазовой скорости (в направлении нормали к волновому фронту) и связанными с ним понятиями динамических упругих модулей различных порядков. Однако, достаточно точное измерение фазовой скорости V возможно только в том случае, если геометрия образца определенным образом согласуется с рабочей частотой, методом измерений, характеристиками излучателя и приемника и т.п. Фактически измеряемые в эхо-импульсном эксперименте естественная и истинная скорости ультразвука оказываются по физической сущности значительно более близкими к групповой скорости, и для соотнесения теории с экспериментальными результатами в последние следует вносить некоторую поправку. [c.172]

Компьютерные расчеты по предложенной модели, выполненные при анализе конкретных экспериментальных данных, показали, что если диаметр и длина цилиндрического образца изменяются, соответственно в пределах от 14 до 24 мм и от 60 до 200 мм, то не должно наблюдаться существенного искажения формы исходного волнового пакета, генерируемого прямым совмещенным пьезопреобразователем ударного возбуждения с резонансной частотой, близкой к 5 МГц, и апертурой, совпадающей с торцовой поверхностью исследуемого образца. Исходный волновой пакет в этом случае расщепляется на серию импульсов, близких по форме, но отличающихся амплитудой. Возникает фазовый сдвиг принимаемого сигнала по сравнению с безграничной средой. Эти выводы совпадают с экспериментально наблюдаемыми явлениями. По результатам компьютерного моделирования могут быть определены поправки ко времени распространения ультразвука, знак и величина которых зависят от нагружающего усилия, длины и диаметра образца. С помощью этих поправок результаты экспериментального исследования явления акустоупругости в образце ограниченных размеров могут быть соотнесены с прогнозами и выводами теории. [c.177]

Теории распространения ультразвука в малоконцентрированных суспензиях [72] не учитывают взаимодействия частиц, в результате чего, начиная с концентрации 10—15%, наблюдается расхождение между теоретическими предпосылками и экспериментальными данными. [c.109]

Обычно в гидродинамике полагают второй (объемный) коэффициент вязкости г] равным нулю. При рассмотрении акустических процессов в общем случае это допущение неверно, поэтому в релаксационной теории поглощения ультразвука в жидкостях рассматриваются оба коэффициента сдвиговой Т1 и объемной г вязкостей. В соответствии с этим коэффициент затухания а может быть записан в виде [c.80]

В книге обобщены лишь важнейшие сведения по теории, результаты экспериментальных исследований и промышленного применения ультразвука. При этом, наряду с трудами отечественных и зарубежных исследователей, использованы некоторые соображения, расчеты и экспериментальные данные авторов, частично опубликованные в периодической литературе. [c.4]

Хорошее совпадение между теоретическим и экспериментальным распределением по молекулярным весам является убедительным доказательством правильности этой упрощенной теории деструкции под действием ультразвука. При выводе уравнений (15) и (16) было показано, что изменение распределения по числу и весу в ходе деструкции может быть описано следующими соотношениями. [c.89]

Уравнение (4.23) является фундаментальным уравнением для дальнейшего рассмотрения, а также для теории поглош,ения ультразвука (стр. 95). Оно показывает, как будет меняться переменная у нри изменениях равновесной величины у вследствие перемены температуры, давления или электрического поля . Если у = О, т. е. если равновесное значение не зависит от времени, уравнение (4.23) превраш,ается в уравнение dy/dt = —у х, являющееся одной из форм обычного уравнения скорости первого порядка. [c.89]

Теория распространения ультразвука в жидкостях. [c.381]

О наличии общей причины аномального поглощения в критической области, как показывают расчеты, говорит тот факт, что при обработке всех известных экспериментальных данных по поглощению ультразвука в критической области в духе теории подобия (в рассмотрение вводятся определенным образом выбранные безразмерные параметры), все точки для различных веществ ложатся на одну кривую (рис. 4) [18]. Однако для каждого вещества, кроме общей причины поглощения ультразвука, есть и специфические. [c.60]

Единой теории, объясняющей бактерицидное действие ультразвука, до настоящего времени не существует. Однако большинство исследователей [183, 184 и др.] придерживаются мнения, что в ультразвуковом поле происходит преимущественно механическое разрушение бактерий в результате ультразвуковой кавитации. Эту гипотезу подтверждают данные электронной микроскопии. На снимках, сделанных при помощи электронного микроскопа, у озвученных бактерий можно четко заметить разрушение клеточной оболочки, чего не наблюдается у бактерий, убитых нагреванием [185—189]. [c.358]

Важнейшим вопросом теории кристаллизации является влияние поверхностей, ограничивающих рассматриваемый объем, на скорость зарождения центров кристаллизации. Не менее существенна роль растворимых и нерастворимых примесей, воздействия ультразвуком, механической вибрацией, магнитными полями и т. п. Растворимые примеси меняют величину о если вследствие этого эффекта поверхностное натяжение уменьшается, то скорость зарождения центров увеличивается и структура твердой фазы оказывается более мелкозернистой. Частицы нерастворимых примесей, изоморфные с твердой фазой, служат катализаторами процесса кристаллизации и, следовательно, также влияют на степень дисперсности зернистого строения поликристалла. Количественный анализ влияния примесей на структуру твердой фазы в больших объемах должен помочь развитию теории модифицирования, которая позволит сознательно подбирать нужную примесь (по ее физико-химическим свойствам и концентрации) для получения желательного распределения зерен в поликристаллическом агрегате по размерам и по расположению в пространстве. Физические [c.248]

Таким образом, вследствие весьма сложной природы объемного эффекта и влияния на него разных факторов (см. выше) нельзя установить в любых случаях однозначного соответствия между У и параметрами межмолекулярного взаимодействия. Задача анализа данных о У (х) весьма сложна и требует, как правило, применения аппарата модельных теорий растворов, а так же сопоставления величин У с другими термодинамическими величинами (О , Н , Ср и т. п.) и с результатами исследования растворов физическими методами (спектроскопия, ультразвук, диэлектрические измерения). [c.140]

По теории и технологическому применению эмульсий имеется огромное количество работ. Очень полный обзор работ, выполненных до 1950 г., имеется в книге В. Клейтона [27]. За последующие 20 лет теория эмульсий существенно не изменилась, но новые работы в области эмульгирования свидетельствуют о нарастающем интересе исследователей к явлению акустического эмульгирования и о больших успехах, достигнутых в выяснении его механизма. Большинство исследователей рассматривают эмульгирующее действие ультразвука как следствие кавитации. В общих чертах объяснение диспергирующего действия ультразвука сводится к тому, что достаточно мощная упругая волна вызывает кавитацию главным образом на поверхности раздела фаз. Под действием больших ударных напряжений от захлопывания кавитационных каверн частицы дисперсной фазы дробятся. Опыты по диспергированию легкоплавких сплавов и эмульсий в общих чертах подтверждают такое представление. По мнению С. А. Недужего, возмущения на различных частотах в широком диапазоне ультразвука имеют одинаковую природу формирование возмущений начинается с определенной пороговой интенсивности волны действие отдельного возмущения на определенной частоте практически не зависит от интенсивности ультразвука с увеличением интенсивности ультразвука увеличивается не мощность, а количество возмущений действие отдельного возмущения на диспергируемую массу направлено в сторону кавитационного пузырька энергетически наиболее выгодно возникновение возмущения у границы раздела жидкости с твердым телом. С. А. Недужий высказывается о принципиальной возможности образования диспергирующих возмущений поверхностно-капиллярных волн, но считает это предположение не подтвержденным опытом. В последней стадии захлопывания пузырька наибольшая капля диспергируемой жидкости отрывается в дисперсионную среду. В результате такого движения на межфазной 4 51 [c.51]

К виду, удобному ДЛЯ количественного сравнения с экспериментом. Этому в значительной степени способствовали работы по измерениям скоростей колебательной релаксации простых молекул в ударных трубах. Экспериментальные данные по релаксации большого числа молекул получены в основном двумя методами 1) поглощения и дисперсии ультразвука и 2) ударной трубы. Результаты измерений в общем согласуются с теорией. [c.215]

Общая релаксационная теория поглощения ультразвука, разработап-пая Л. И. Мандельштамом и М. А. Леонтовичем [17 al, исходит из предположения, что состояние жидкости в данной точке определяется не только заданием ее температуры t и плотпости iZ, по также и заданием некоторой величины (одной или нескольких), определяющей внутреннее состояние жидкости. Эта теория для малых ультразвуковых частот v (когда выполняется соотношение [c.456]

Представления, связанные с В. в. и поворотной изомерией молекул, применяют в теории строения как низкомол., так и высокомол. соединений. Разработаны методы и схемы конформационных расчетов достаточно сложных молекулярных систем на основе мех. моделей, получили также развитие полуэмпирич и неэмпирич. квантовомех. расчеты потенциальных ф-ций В. в. молекул. Для изучения явлений В в. и поворотной изомерии молекул используют методы спектроскопии ИК, комбинац. рассеяния, микроволновой, УФ, ЯМР, ЭПР, а также методы газовой электронографии, поглощения ультразвука, некогерентного, неупругого рассеяния нейтронов, измерения дипольных моментов, диэлектрич. потерь и др. [c.393]

Теория Митчелла получила ряд качественных подтверждений. Либерман и его сотрудники изучили транспорт ионов через искусственные фосфолипидные мембраны. В присутствии синтетических ионов, с зарядом, экранированным гидрофобными заместителями, например тетрабутиламмония N [(СПг)зСПз] 4 или тетрафенилбората В (СвП5)4, существенно повышается электропроводность системы. Эти ионы быстро диффундируют сквозь мембраны. Был изучен транспорт этих ионов через митохондриальные мембраны (ММ) и субмитохондриальные частицы (СМЧ), полученные путем обработки митохондрий ультразвуком. ММ и СМЧ оказываются ориентированными противоположным образом. Цитохром с локализован на внешней стороне ММ и на внутренней стороне мембраны СМЧ. Можно думать, что внутри-митохондриальное пространство заряжено отрицательно, а внутреннее пространство СМЧ — положительно. Энергизация СМЧ добавкой АТФ вызывает поглощение синтетических анионов, а деэнергизация ингибитором дыхания (актиномицином) или разобщителем окислительного фосфорилирования (производное фенилгидразона) вызывает выход анионов. Транспорт электронов в мембранах СМЧ сопровождается поглощением синтетических анионов. В свою очередь их транспорт нарушается ингибиторами электронного транспорта и разобщителями окислительного фосфорилирования. [c.436]

Условия распространения упругих волн в объектах конечных размеров существенно отличаются от предполагаемых классической теорией акустоупругости условий безграничной среды. Необоснованная взаимная замена акустоупрзт их коэффициентов фазовой и групповой скоростей ультразвука может привести к значительным погрешностям в определении напряжений. Предложенная компьютерная модель позволяет учесть волноводные свойства образцов и уменьшить разброс результатов до 3. .. 5 %. [c.178]

Современный этап развития органической химии обогащен электронной теорией механизмов химических реакций, углубленны > пониманием стереохшлии, новыми методами проведения химических реакций - от применения лазерной техники и ультразвука до ферментативных процессов, это позволяет осуществлять синтезы сложнейших природных соединений ч их аналогов, а также веществ, ле встречающихся в природе. Среди этих последних видное место занимают соединения с высоконапряженным остовом, получение которых имеет целью проверку предсказательной силы результатов квантово-химических расчетов и может рассматриваться как новый [c.7]

Наибольшее распространение нашла релаксационная теория поглощения ультразвука. Релаксационная теория, ранее разработанная для газов, была впервые применена для затухания в жидкостях Мандельштамом и Леонтовичем Л. 117 и 118] и позднее также Кнезером [Л. 119 и 120]. [c.80]

Оптические методы. Оптические методы измерения скорости ультразвука базируются на открытом в 1932 г. Дебаем и Сирсом [Л. 210 и 211] и независимо от них Люка и Бикаром [Л. 212—215] явлении дифракции света на ультразвуковых волнах в жидкости. Основой этого открытия послужили работы Бриллюэна [Л. 216— 218] по теории рассеяния света и рентгеновских лучей на тепловых флуктуациях плотности жидкости. Он показал, что при прохождении света через жидкость, имеющую местные изменения плотности, возникает дифракция света. [c.111]

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]

Одними из лучших считаются данные Колгуда [32], который точным дифференциальным методом измерял скорость ультразвука в водных растворах 1 1-, Т.2-, 2 1- и 2 2-электролитов в области концентраций 0,001 - 0,06 М. К ним же можно отнести результаты Литовица [13], пользовавшегося методом измерения частоты повторения импульсов в растворах, разбавленных до 0,0002 М. Даже в столь разбавленных растворах для электролитов с одинаковым типом валентности наблюдается различный наклон. Колгуд высказал мнение, что при попытке согласовать экспериментальные данные по сжимаемости, являющейся второй производной по свободной энергии, с предсказаниями теории Дебая - Хюккеля недостатки модели становятся столь значительными, что получить количественное совпадение почти невозможно. [c.436]

Несколько подробнее изучено влияние на коагуляцию движения частиц, возникающего в ультразвуковом поле Это обстоятельство связано, повидимому, с отмеченными Гидеманом возможными техническими применениями эффекта ускорения коагуляции ультразвуком. Подробное объяснение причины этого эффекта и зависимости его от частоты было дано Андраде использовавшим старую работу Кенига по теории так называемых акустических движений твердых тел. Асимптотический характер кинетических кривых для этого случая разобран автором настоящей работы и Эмануэлем. Кинетика процессов перегонки изучена значительно менее подробно, чем кинетика коагуляции. [c.141]

НИИ о молекулах как о жестких диполях. Объяснил аномально высокую электрочувствптельность некоторых молекул под действием электрического поля наличием постоянного электрического момента. Исследовал (с 1912) дипольные моменты молекул в растворах полярных и неполярных растворителей создал теорию дипольных моментов. Именем Дебая названа единица измерения дипольных моментов. Предложил (1916) метод наблюдения дифракции рентгеновских лучей в кристаллических порошках и жидкостях, нашедший практическое применение в исследовании структуры молекул. Совместно с А. И. В. Зоммерфельдом установил (1916), что для характеристики движения электрона в атоме при действии магнитного поля требуется третье ( внутреннее ) квантовое число. Совместно с Э. А. А. Й. Хюккелем разработал (1923) теорию сильных электролитов (теория Дебая — Хюккеля), Открыл (1932) дифракцию света на ультразвуке и применил ее к измерению длины акустических волн. Занимался исследованием структуры полимеров. [c.165]

Широкие исследования закономерностей и механизмов ультразвуковой релаксации в растворах полимеров проводились в работах И. Михайлова, Серфа, Норта, МакСкиммина и др. [16,74,98,112]. Закономерности поглощения ультразвука могут быть объяснены наложением двух типов релаксационных процессов. Один из них обусловлен локальными процессами поворотной изомеризации. Его времена характеризуются значительной энергией активации [212]. Другой процесс (релаксация нормальных мод) связан с движением достаточно крупных участков цепи (типа ГСЦ) и описывается обычной теорией ГСЦ (Зимма, Ванга и др.). Времена этого процесса контролируются трением о растворитель (см. [16, 212]). [c.187]

Одним из первых примеров химического действия ультразвука было разложение четыреххлористого углерода в водной с])еде [1—3]. Эта реакция рассмотрена в работах [4—7]. С ществуе ряд теорий химического действия ультразвука [8—11], но до сих пор нет единой, что объясняется очень большими трудностями, возникаю цими ири изучении этого явления. По-видимому, химическое действие ультразвука почти всегда является косвенным, так как связано с кавитационными явлениями, приводящими к расщеплению молекул поды на радикалы, вступающие затем в те или иные реакц1ш с присутствующими при этом органическими вепге-ствами. [c.147]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология