Часто задаваемые вопросы
- вопрос: В какой среде могут распространяться ультразвуковые колебания?
- ответ: ультразвуковые колебания могут распространяться только в упругих средах. Передачу колебаний в такой среде обуславливают упругие связи между отдельными ее частицами.
- вопрос: какая волна распространяется в упругих средах?
- ответ: в упругой среде распространяются продольные акустические волны. в продольной волне частицы среды колеблются по линии распространения волны.
- вопрос: что такое ультразвуковая волна?
- ответ: ультразвуковая волна это процесс последовательной передачи колебательного состояния от одной частицы упругой среды к другой частице.
- вопрос: что такое волновое поле?
- ответ: волновое поле это пространство в котором распространяются ультразвуковые волны
- вопрос: как ультразвуковые колебания влияют на упругую среду?
- ответ: При распространении ультразвуковой волны изменяются расстояния между частицами и в связи с этим плотность и давление.
Основные соотношения, характеризующие упругую среду.
1. Расширение
Под расширением понимается относительное изменение объема упругой среды.
2. Сгущение
Изменение объема сопровождается изменением плотности среды.
3. Соотношение между расширением и сгущениемПри всех изменениях объема масса среды в нем остается неизменной.
При малых деформациях сгущение численно равно расширению и противоположно ему по знаку.
Физически ясно, что если произошло увеличение объема, то плотность среды в нем должна уменьшиться и наоборот.
Давление в среде является однозначной функцией плотности.
Полное давление в среде, охваченной волновым движением, можно рассматривать как состоящее из двух частей, а именно, на начального гидростатического давления и динамического, или избыточного, давления, вызванного действием ультразвуковых волн.
Под влиянием ультразвуковых волн в среде возникают изменения плотности, приводящие к возникновению избыточного давления.
Избыточное давление в среде количественно можно определить как приращение давления, вызванное изменением плотности. - вопрос: какая связь между волнами смещения и волнами давления
- ответ: Распространение волны смещения сопровождается изменениями расстояний между частицами среды.
Смещения частиц связаны с соответствующими деформациями объема, приводящими в свою очередь к изменениям давления в среде. Поэтому одновременно с волной смещения в среде распространяется волна давления.
Волны смещения и волны давления характеризуют различные стороны одного и того же волнового процесса.
Под действием волны смещения частицы среды начинают колебаться вдоль линии распространения волны.Под воздействием волны на участках ab и de частицы среды сблизились, а на участке bd разошлись.
В местах сближения частиц образовались области сжатия (на участках ab и de). На участках же bd, где частицы отошли друг от друга, возникла зона разрежения.
Плотность среды в местах сближения частиц увеличилась, а в зоне разрежения уменьшилась.
В точках А и Е, где смещения частиц в данный момент времени равны нулю, сближение частиц, а следовательно, и акустическое давление достигают максимальной величины. Минимум давления возникает в точке С, где расхождение частиц наибольшее.По мере распространения волны частицы среды, лежащие на оси х дальше от начала координат, поочередно будут вовлекаться в волновое движение, повторяя колебания частиц, начавших колебаться под воздействием поля волны раньше.
Следовательно, области сжатия и разрежения будут перемещаться вместе с волной со скоростью, равной скорости распространения волны.
Волне смещения, таким образом, сопутствует волна давления. Как видно, обе волны представляют собой различные стороны одного волнового процесса. - вопрос: происходят ли в среде термические процессы под воздействием ультразвуковой волны.
- ответ:При сжатии среды происходит ее нагревание, а при разрежении – охлаждение. Это обстоятельство, сопряжено с изменениями скорости распространения продольных звуковых волн в упругой среде.
- вопрос: не могут ли ультразвуковые колебания разрушить цементный камень за обсадной колонной?
- ответ: нет. цементный камень является упругой средой и на него распространяются все законы по распространению волны в упругих средах. ультразвуковые колебания не обладают мощностью для разрушения связей между частицами цементного камня.

