Длина волны УЗ

Длина волны λ – это расстояние между двумя точками волны, фазы которых отличаются на 2π или расстояние, которое проходит фронт волны за время, равное периоду колебаний Т:

λ = СT,

где С – скорость распространения волны.

Фронт волны может быть плоским или сферическим. В идеальном случае сферическая волна имеет место, если излучатель звука выполнен в виде точечного источника. Однако практически считают, что если радиус излучателя (r) мал по сравнению с длиной волны λ излучаемого им звука, т.е. r << λ, то имеет место сферическая волна. По мере увеличения радиуса излучателя (при заданной частоте) сферическая волна будет переходить в плоскую волну. При условии λ << r образуется плоская волна.

Так, для излучателя диаметром 3 см, работающего на частоте 2 МГц в водной среде, возникает волна с длиной

λ = (15·105)/(2·106) = 0,75 мм,

которую можно считать практически плоской, т.к. отношение радиуса излучателя к длине волны

r/λ = 1,5/(0,75·10-1) = 20.

Следует отметить, что на большом расстоянии от источника, по мере его увеличения, фронт сферической волны все более уплощается и волна практически переходит в плоскую.

В жидкостях и газах УЗ волна может распространяться в направлении колебательного движения частиц, т.е. являться продольной. При распространении продольной волны в среде возникают последовательно области сжатия и разрежения частиц среды (Рис. 1.1.1).

Рис. 1.1.1

Длина волны УЗ значительно меньше длины звуковой волны. Так, например, в воде длина волны при частоте звука 1кГц – 1,4 м, а при частоте УЗ 1МГц – 1,4 мм.

Дифракция

Если препятствие на пути прохождения волны меньше 1/4 длины волны, то волна от него не отражается и за ним не возникает тени, т.е. наблюдается явление дифракции.

УЗ волна способна отражаться от объектов при условии, что их величина составляет не менее 1/4 длины УЗ волны. «Непрозрачное» тело размером 0,2 м. не будет препятствием для звуковой волны с длиной 1м, но станет преградой для УЗ волны с длиной 1мм, при этом возникнет отражённая УЗ волна, а за телом возникнет УЗ тень.

Дата добавления: 2015-11-14