Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Введение по теме 72. Определение скорости ультразвука оптическими методамиУЛЬТРАЗВУК И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПАРАМЕТРОВ. Ультразвук - это упругие волны с частотами выше условной границы восприятия человеческого уха (от 15 кГц). Звуковые и ультразвуковые колебания частоты n, возбуждаемые в жидкости или газе, порождают продольные волны длины L (сжатия и разряжения), распространяющиеся в среде со скоростью U в соответствии с формулой
Сжатия и расширения, вызываемые звуковой волной в элементе объема среды, можно считать адиабатическим, поскольку выделяющееся при сжатии (или поглощаемое при расширении) тепло не успевает диссипировать за время одного колебания. Скорость звука зависит от плотности r и адиабатической сжимаемости среды bад:
Таким образом, измерение скорости ультразвука дает возможность определить адиабатическую сжимаемость, недоступную для измерений прямыми методами
Методы, основанные на измерении уменьшения объема сжимаемой жидкости (газа) позволяют вычислить изотермическую сжимаемость b из
где T - абсолютная температура, a - коэффициент теплового расширения данной жидкости, r - ее плотность, CP - удельная теплоемкость жидкости при постоянном давлении. В таблице приведены численные значения r, a и CP при различных температурах для воды.
Связь между величинами b из, b ад , CP, CV, и g определяется соотношением
где CV - удельная теплоемкость вещества при постоянном объеме. Эта формула позволяет вычислить отношение теплоемкостей вещества при постоянном давлении и постоянном объеме, что особенно важно для исследования жидкостей, поскольку их теплоемкость при постоянном объеме CV не поддается прямому измерению. Таким образом, измерив скорость ультразвука в жидкости U, и зная значения CP, a и r, можно вычислить b из, b ад , CV, и g. ВОЗБУЖДЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН. В предлагаемых работах по определению скорости ультразвука в воде возбуждение ультразвуковых волн осуществляется с использованием обратного пьезоэлектрического эффекта. Суть прямого пьезоэффекта заключается в том, что во многих кристаллах (пьезокристаллы) при их растяжении или сжатии в определенных направлениях возникает электрическая поляризация. В результате на поверхностях кристаллов появляются электрические заряды обоих знаков. Если к поверхностям такого кристалла подвести электрическое поле, наблюдается обратный пьезоэффект: кристалл сжимается или расширяется в зависимости от направления вектора напряженности приложенного поля. Если пластинку пьезокварца, отшлифованную перпендикулярно его оси, поместить между обкладками конденсатора колебательного контура лампового генератора, в ней возникнут вынужденные упругие колебания. Как всякая колебательная система, пластинка пьезокварца обладает собственной частотой колебаний. Например, при толщине пластинки 1 мм основная частота ее собственных колебаний равна примерно 2000 кГц, то есть находится в ультразвуковой области. При совпадении частоты вынужденных колебаний (частоты электрических колебаний генератора) с собственной частотой механических колебаний пьезопластинки наблюдается явление резонанса: амплитуда колебаний пластинки по толщине резко возрастает. Колеблющийся пьезокварц, приведенный в соприкосновение с жидкостью, будет передавать ей колебания, и в жидкости будут распространяться упругие волны той же частоты.
|