Страница:
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.
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.