НА ГЛАВНУЮТЕКСТЫ КНИГ БКАУДИОКНИГИ БКПОЛИТ-ИНФОСОВЕТСКИЕ УЧЕБНИКИЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКАФОТО-ПИТЕРНАСТРОИ СЫТИНАРАДИОСПЕКТАКЛИКНИЖНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ

Библиотечка «За страницами учебника»

Простые опыты с ультразвуком. Майер В. В. — 1978 г.

Валерий Вильгельмович Майер

Простые опыты
с ультразвуком

*** 1978 ***



DjVu


PEKЛAMA Заказать почтой 500 советских радиоспектаклей на 9-ти DVD. Подробности...

Выставлен на продажу домен
mp3-kniga.ru
Обращаться: r01.ru
(аукцион доменов)



 

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие 4
I. ПОЛУЧЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКА 7
Величины, характеризующие ультразвуковую волну 7
Магнитострикционный эффект и его использование для получения ультразвука 10
Магнитострикционный излучатель низкой частоты 15
Резонансное возбуждение колебаний вибратора 16
Скорость звука в вибраторе 21
Ультразвуковой генератор на транзисторах 23
Подмагничивание вибратора электрическим током 33
Ультразвуковая приставка к школьному усилителю 34
Несколько опытов с магнитострикционным излучателем 36
Ультразвуковой генератор на лампах 43
Магнитострикционный излучатель ультразвука средней частоты 49
Магнитострикционные излучатели ультразвука высокой частоты 52

II. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УЛЬТРАЗВУКА 68
Волны на бумаге 69
Ориентирующее действие ультразвука 76
Силы, действующие на тела в ультразвуковом поле 79
Ультразвуковой ветер 81
Фигуры Хладни 82
Стоячая ультразвуковая волна в воздухе 88
Стоячая ультразвуковая волна в жидкости 96
Радиационное давление ультразвука 109
Фокусировка ультразвука линзой 114
Ультразвуковой «фонтан наоборот» и другие интересные явления 124
Ультразвуковой капиллярный эффект 130
Ультразвуковая кавитация 133
Дифракция света на ультразвуковой волне 139
Пояснения к заданиям 145
Заключение 159


      ПРЕДИСЛОВИЕ
      В конце прошлого века о существовании ультразвука могли разве лишь догадываться наиболее проницательные исследователи. Но уже опыты П. Н. Лебедева (1910 г.), а затем и П. Ланжевена (1918 г.) показали большое научное и практическое значение ультразвука. С тех пор ультраакустика развивается удивительно быстрыми темпами, так что многие явления, бывшие всего 20—30 лет назад предметом специальных исследований ученых, в настоящее время широко используются в самых различных областях науки и техники.
      Современный школьник просто не может не знать хотя бы простейших свойств ультразвука. И дело здесь не только в той роли, которую ультразвук играет в науке и технике. Гораздо важнее то, что ультразвуковые колебания и волны позволяют достаточно глубоко изучить общие черты всякого колебательного и волнового процесса, а это уже без преувеличений означает в известной степени усвоить дух современной физики.
      Ультраакустика интересна еще и тем, что многие эксперименты, которые несколько десятков лет назад ставили ученые, используя сложную научную аппаратуру, в настоящее время можно воспроизвести на простеньких приборах у себя дома или в школьном физическом кабинете. Таким образом, каждый из вас имеет возможность развить в себе элементарные навыки творческой работы физика-экспериментатора. Важность этого не требует особых пояснений. Достаточно отметить, что ни на уроках физики, ни на занятиях разнообразных кружков вы, как правило, систематически не учитесь физическому эксперименту.
      В небольшой книге, которую вы держите в своих руках, описаны простые приборы, обеспечивающие получение ультразвука в диапазоне частот от 20 кГд до 15 МГц, экспериментальные установки и опыты с ними. Приборы и установки настолько просты, что любой из тех, кто умеет обращаться с обычными инструментами и материалами, может изготовить их буквально за считанные дни.
      Несколько иначе дело обстоит с опытами. Во-первых, описания части опытов даны в расчете на то, что читатель сможет использовать оборудование, имеющееся в школьном физическом кабинете. Этого требует логика изложения материала, и поэтому не будет большой беды, если такие опыты будут поставлены позднее, после изготовления самодельных приборов.
      Во-вторых, — и это существеннее — поставить опыт, вообще говоря, сложнее, чем изготовить какой-либо прибор. Вначале может показаться, что главное— сделать ультразвуковой генератор. Конечно, без генератора невозможно поставить ни один опыт с ультразвуком. Однако успешное изготовление этого прибора является лишь началом работы. Вы очень скоро почувствуете это, перейдя от простейших опытов к тем, которые немного посложнее.
      Чтобы несколько облегчить экспериментальную работу, автор стремился изложить условия опытов как можно точнее. Но каждый из вас будет действовать в конкретных ситуациях, все многообразие которых предусмотреть просто невозможно. Поэтому почти наверное можно утверждать, что с первого раза многие из опытов у вас могут и не получиться.
      Возможно, это и к лучшему, так как позволит вам остаться один на один с физическим явлением, почувствовать себя экспериментатором, проводящим настоящее исследование. Смелее экспериментируйте! Учитесь преодолевать все трудности на своем пути, и вы познаете ни с чем не сравнимое чувство общения с самой Природой.
      Но смелость не значит бездумность. Вряд ли хорош «экспериментатор», без разбору сливающий в пробирку разные жидкости, чтобы посмотреть, что из этого получится. Может быть, из этого что-нибудь и выйдет, но получится ли из такого «экспериментатора» исследователь, сказать трудно.
      Будет очень хорошо, если вы заведете себе тетрадь, в которую самым тщательным образом станете заносить условия и результаты каждого опыта. Это отучит вас от беспорядочного «экспериментирования». Вы почувствуете, как с каждым новым опытом растет ваше знание предмета. Вы сумеете планировать дальнейший эксперимент, предугадывать его результаты, сопоставлять и анализировать опыты. Вы поймете причины многих ваших ошибок и неудач. Одним словом, вы с лихвой окупите то время, которое потратите на записи.
      После этого желательно поставить возможно большее количество опытов с ультразвуком низкой частоты. Когда вы достаточно хорошо освоите низкочастотный диапазон, можно перейти к опытам с ультразвуком средней и высокой частот.
      В заключение следует отметить, что внимание автора на возможности магнитострикционных излучателей с ферритовыми вибраторами обратил А. Р. Геннинг. В экспериментальной работе большую помощь оказали бывшие студенты Р.-Э. Е. Шафир, В-Э. Г. Хохловкин, Ф. Ф. Вавилова, Н. В. Назаров, Е. С. Мамаева и ряд других. Многие учителя физики г. Глазова приложили немало усилий, чтобы вместе со школьниками повторить некоторые из описанных ниже приборов и опытов. Всем им, без чьего труда и доброжелательной поддержки было бы невозможно написание книги, автор выражает глубокую благодарность.
      В. В. Майер
     
      Упругие волны — звук — принято делить на ик-фразвуковые с частотой до 20 Гц, звуковые, частота которых лежит в пределах от 20 Гц до 20 кГц, ультразвуковые с частотой от 20 кГц до 1000 МГц и гипер-звуковые, частота которых превышает 1000 Мгц). Несмотря на то, что слышимый звук и ультразвук — это волны одной природы, для получения ультразвука заметной интенсивности необходимо применять специальные излучатели. Два типа излучателей — пьезоэлектрические и магнитострикционные—пользуются наибольшей популярностью в науке и технике. Поскольку магнитострикционные излучатели значительно более доступны, чем пьезоэлектрические, мы в дальнейшем и рекомендуем изготовление именно этого типа излучателей.
      Прежде чем перейти к описанию простых приборов для получения ультразвука, кратко перечислим основные его характеристики.


      KOHEЦ ФPAГMEHTA
     
      ЛИТЕРАТУРА
      1. Баулин И. За барьером слышимости. М., «Знание», 1971.
      2. Борисов Ю. Я., Макаров Л. О. Ультразвук в технике настоящего и будущего. М., Изд. АН СССР. 1960.
      3. Брегг У. Мир света, мир звука. М., «Наука», 1967.
      4. Вечко Ю. И. Мир ультразвука. Л., «Знание», 1963.
      5. Гриффин Д. Эхо в жизни людей и животных. М.. Физматгиз, 1961.
      6. Вуд А. Звуковые волны и их применения. М. — Л., ОНТИ, Гостехиздат, 1934.
      7. Клюкин И. И. Нептун оглушен. Л., «Судостроение», 1967.
      8. Клюкин И. И. Звук и море Л., «Судостроение», 1974.
      9. Кок У. Звуковые и световые волны М., «Мир», 1966.
      10. Кок У. Видимый звук. М., «Мир», 1974.
      11. Красильников В. А. Звуковые и ультразвуковые волны. М., Физматгиз, I960.
      12. Кудрявцев Б. Б. Простые опыты с ультразвуками. М., Учпедгиз, 1954,.
      13. Кудрявцев Б. Б. Неслышимые звуки. М., «Молодая гвардия», 1957.
      14. Михайлов И. Г. Ультразвук и его применение. Л., «Знание», 1968.
      15. Мясников Л. Л. Неслышимый звук. Л., «Судостроение», 1967.
      16. Ноздрев В. Ф. Молекулярная акустика. М., «Знание», 1965.
      17. Ноздрев В. Ф„ Маркосова Н. М. Использование ультразвука в преподавании физики в средней школе. М., «Просвещение», 1965.
      18. Розенберг Л. Д. Ультразвуки и их применение. М., «Знание», 1954.
      19. Розенберг Л. Д. Рассказ о неслышимом звуке. М., Изд. АН СССР, 1961.
      20. Сергеев А. Радиоэлектроника под водой. Л., «Энергия», 1971.
      21. Фридман В. М. Ультразвук. М., «Знание», 1960
      22. Чедд Г. Звук. М., «Мир», 1975.

 

 

НА ГЛАВНУЮТЕКСТЫ КНИГ БКАУДИОКНИГИ БКПОЛИТ-ИНФОСОВЕТСКИЕ УЧЕБНИКИЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКАФОТО-ПИТЕРНАСТРОИ СЫТИНАРАДИОСПЕКТАКЛИКНИЖНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ

 

Яндекс.Метрика


Творческая студия БК-МТГК 2001-3001 гг. karlov@bk.ru