Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.

Обратная связь

Презентация на тему СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Содержание

2. Положим, что две плоские волны, одинаковые по
3. Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороныСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
4. Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороныСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
5. Бегущая волна переносит энергию, в стоячей волне
6. Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороныСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
7. Между двумя узлами лежат точки, которые колеблются
9. Разумеется, картина стоячей волны не имеет ничего
10. Очевидно, что энергия стоячей волны (какой-либо области,
11. В ограниченном теле возникает сложное колебательное состояние,
12. Ударом или иным способом в каждом твердом
13. Ряд сведений о характере этих свободных колебаний
14. Собственные колебания стержнейСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
15. Собственные колебания стержнейСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
16. Стержень, закрепленный в обоих концах. Прежде всего
17. Стержень, закрепленный в обоих концах. Частота n1
18. Стержень, закрепленный в обоих концах. Если возбуждена
19. Собственные колебания стержнейСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
20. Стержень, свободный с обоих концов. В основном
21. Собственные колебания стержнейСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
22. Собственные колебания стержнейСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
23. Стержень, закрепленный в середине, будет в этом
24. Коэффициент отражения становится равным единице и отражение
25. Продольные собственные колебания могут быть также возбуждены
26. В стержнях, струнах, воздушных столбах поверхности равной
27. С двумерными задачами мы сталкиваемся, рассматривая колебания
28. Общие закономерности свободных колебаний в этом случае
29. Центральная точка колеблется с максимальной амплитудой, а
30. Эффектным и простым опытом является демонстрация узловых
31. Собственные колебания двумерных и трехмерных системСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
32. Естественно, наиболее сложным является колебательное состояние сплошного
33. Собственные колебания двумерных и трехмерных системСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
34. Собственные колебания двумерных и трехмерных системСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
35. Ясно, что частоты колебаний для простейших случаев
36. Собственные колебания двумерных и трехмерных системСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
37. Если величины k1, k2, k3 откладывать соответственно
38. Собственные колебания двумерных и трехмерных системСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
39. Эта интересная закономерность показывает, что число собственных
40. Если колебания стержня, пластинки или иного тела
41. Если нужно, чтобы такое тело являлось постоянным
42. Так, например, если около натянутой стальной струны
43. Огромное практическое значение имеет создание вынужденных колебаний
44. Так, никель и отожженный кобальт укорачивают-ся в
45. Вынужденные колебания стержней и пластинокСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
46. Вынужденные колебания стержней и пластинокСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
47. Если же требуются высокочастотные колебания небольшой мощности,
48. При использовании пьезоэлектрика в качестве источника колебаний
49. Однако наличие дополнительных требований (прочность, устойчивость к
50. Поэтому, вырезая из кристалла стержни или пластинки,
51. Колебания пьезоэлектриковСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ
52. (опыт дает несколько иное значение: 2880/l кГц).Амплитуды
53. Скачать презентацию
54. Похожие презентации

Положим, что две плоские волны, одинаковые по своим характеристикам, идут навстречу друг другу. Нас интересует возникающее колебательное движение среды, в которой распространяются волны.Различие в направлении распределения учитывается различием в знаках координаты в уравнении волны. Наложение двух

Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороныСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Бегущая волна переносит энергию, в стоячей волне никакой передачи энергии от точки

Между двумя узлами лежат точки, которые колеблются с наибольшей амплитудой, равной 2А.

Разумеется, картина стоячей волны не имеет ничего общего с бегущей волной. Там

Очевидно, что энергия стоячей волны (какой-либо области, в которой она существует) есть

В ограниченном теле возникает сложное колебательное состояние, являющееся результатом наложения на исходную

Ударом или иным способом в каждом твердом стержне можно возбудить продольную упругую

Ряд сведений о характере этих свободных колебаний мы получим, если положим известной

Собственные колебания стержнейСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Стержень, закрепленный в обоих концах. Прежде всего необходимо подчеркнуть принципиально новый для

Стержень, закрепленный в обоих концах. Частота n1 является основной частотой колебания стержня.

Стержень, закрепленный в обоих концах. Если возбуждена третья гармоника, то между концами

Стержень, свободный с обоих концов. В основном колебании центр стержня покоится (узел).

Стержень, закрепленный в середине, будет в этом месте иметь узел, а на

Коэффициент отражения становится равным единице и отражение происходит с потерей полуволны. Нетрудно

Продольные собственные колебания могут быть также возбуждены в столбах жидкости и газа.Поперечные

В стержнях, струнах, воздушных столбах поверхности равной фазы представляют собой параллельные плоскости.

С двумерными задачами мы сталкиваемся, рассматривая колебания упругих и жестких диафрагм. Колебания

Общие закономерности свободных колебаний в этом случае в принципе не отличаются от

Центральная точка колеблется с максимальной амплитудой, а далее амплитуда спадает к закрепленным

Эффектным и простым опытом является демонстрация узловых линий способом Хладни (по имени

Собственные колебания двумерных и трехмерных системСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Естественно, наиболее сложным является колебательное состояние сплошного трехмерного тела. Мы ограничимся изучением

Ясно, что частоты колебаний для простейших случаев распространения волн параллельно ребрам тела

Если величины k1, k2, k3 откладывать соответственно по трем осям, то возникнет

Эта интересная закономерность показывает, что число собственных частот резко возрастает, если мы

Если колебания стержня, пластинки или иного тела происходят не в вакууме, а

Если нужно, чтобы такое тело являлось постоянным источником излучения, то колебания следует

Так, например, если около натянутой стальной струны укрепить электромагнит, питаемый синусоидальным током

Огромное практическое значение имеет создание вынужденных колебаний (стоячих волн) в пьезоэлектрических пластинках

Так, никель и отожженный кобальт укорачивают-ся в полях любой напряженности, литой кобальт

Вынужденные колебания стержней и пластинокСТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Если же требуются высокочастотные колебания небольшой мощности, применяются электрострикционные устройства на основе

При использовании пьезоэлектрика в качестве источника колебаний мы, естественно, интересуемся первым явлением,

Однако наличие дополнительных требований (прочность, устойчивость к влаге и пр.), а также,

Поэтому, вырезая из кристалла стержни или пластинки, различно ориентированные по отно-шению к

(опыт дает несколько иное значение: 2880/l кГц).Амплитуды колебаний зависят от величины прикладываемого

Смещения под действием статического поля в тысячи раз меньше резонансных смещений, а

Слайды презентации

Слайд 2 Положим, что две плоские волны, одинаковые по своим

Положим, что две плоские волны, одинаковые по своим характеристикам, идут навстречу

характеристикам, идут навстречу друг другу. Нас интересует возникающее колебательное

движение среды, в которой распространяются волны.
Различие в направлении распределения учитывается различием в знаках координаты в уравнении волны.

Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороны

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 3 Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороны
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 4 Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороны
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 5 Бегущая волна переносит энергию, в стоячей волне никакой

Бегущая волна переносит энергию, в стоячей волне никакой передачи энергии от

передачи энергии от точки к точке нет; бегущая волна

может двигаться вправо или влево, у стоячей волны нет направления распространения. Это название характеризует колебательное состояние среды.
В чем же особенности этого колебательного состояния?

Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороны

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 6 Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороны
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 7 Между двумя узлами лежат точки, которые колеблются с

Между двумя узлами лежат точки, которые колеблются с наибольшей амплитудой, равной

наибольшей амплитудой, равной 2А. Эти точки называются пучностями стоячей

волны.
На следующем слайде представлено колебательное состояние, соответствующее стоячей волне. Мы видим, что название вполне оправдано. В каждое мгновение видна волна. При этом волна стоит на месте.

Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороны

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 8

Слайд 9 Разумеется, картина стоячей волны не имеет ничего общего

Разумеется, картина стоячей волны не имеет ничего общего с бегущей волной.

с бегущей волной. Там волна движется, максимумы и минимумы

волны в каждое следующее мгновение переходят в новые места.
Мы сказали, что в стоячей волне передачи энергии нет. Как описать тогда в терминах энергии процессы, происходящие в этом своеобразном колебательном движении?

Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороны

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 10 Очевидно, что энергия стоячей волны (какой-либо области, в

Очевидно, что энергия стоячей волны (какой-либо области, в которой она существует)

которой она существует) есть величина постоянная.
В тот момент, когда

все точки проходят положение равновесия, вся энергия точек, захваченных колебанием, является кинетической. Напротив, в положении максимального отклонения точек от положения равновесия энергия всех точек тела является потенциальной.

Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороны

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 11 В ограниченном теле возникает сложное колебательное состояние, являющееся

В ограниченном теле возникает сложное колебательное состояние, являющееся результатом наложения на

результатом наложения на исходную волну всех других волн, которые

отразились от стенок и вернулись в среду. Ряд типичных случаев будет сейчас рассмотрен.

Наложение двух волн, бегущих в противоположные стороны

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 12 Ударом или иным способом в каждом твердом стержне

Ударом или иным способом в каждом твердом стержне можно возбудить продольную

можно возбудить продольную упругую волну, распространяющуюся вдоль его длины.

От противоположного конца стержня эта волна отразится, и, таким образом, весь стержень придет в колебательное состояние, изображаемое стоячей волной. Это колебательное состояние будет свободным, так как оно возникнет благодаря кратковременному импульсу и будет далее продолжаться без действия внешних сил.

Собственные колебания стержней

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 13 Ряд сведений о характере этих свободных колебаний мы

Ряд сведений о характере этих свободных колебаний мы получим, если положим

получим, если положим известной длину стержня и укажем способ

его закрепления. Длина стержня и способ его закрепления дают нам так называемые граничные условия. Они сводятся к следующему: в закрепленном месте стержня существует узел стоячей волны, на открытом конце стержня образуется пучность стоячей волны.

Собственные колебания стержней

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 14 Собственные колебания стержней
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 15 Собственные колебания стержней
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 16 Стержень, закрепленный в обоих концах.
Прежде всего необходимо

Стержень, закрепленный в обоих концах. Прежде всего необходимо подчеркнуть принципиально новый

подчеркнуть принципиально новый для нас результат. Сплошное тело имеет

не одну, а множество собственных (характеристических) частот колебания. Соответственно с этим разнообразны возможные свободные колебания стержня. Стержень может также совершать негармонические колебания с любым спектром, составленным из частот nn.

Собственные колебания стержней

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 17 Стержень, закрепленный в обоих концах.
Частота n1 является

Стержень, закрепленный в обоих концах. Частота n1 является основной частотой колебания

основной частотой колебания стержня. Ей соответствует колебательное движение с

условием L=lI2. Это значит, что при основном колебании центр стержня лежит в пучности стоячей волны, а узлов между концами стержня нет. Колебанию во втором обертоне (вторая гармоника) соответствует условие L=l. Теперь в центре стержня имеется узел.

Собственные колебания стержней

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 18 Стержень, закрепленный в обоих концах.
Если возбуждена третья

Стержень, закрепленный в обоих концах. Если возбуждена третья гармоника, то между

гармоника, то между концами стержня будут лежать два узла,

и т. д.
Пример.
Для железного стержня (r = 7700 кг/м3, E=20,6·1010 Н/м2) длиной 7 м основная частота
n1 = 365 Гц.

Собственные колебания стержней

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 19 Собственные колебания стержней
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 20 Стержень, свободный с обоих концов.
В основном колебании

Стержень, свободный с обоих концов. В основном колебании центр стержня покоится

центр стержня покоится (узел). Если возбуждена вторая гармоника, то

в центре стержня будет пучность, далее через четверть длины волны — узлы и на краях — пучности.

Собственные колебания стержней

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 21 Собственные колебания стержней
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 22 Собственные колебания стержней
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 23 Стержень, закрепленный в середине, будет в этом месте

Стержень, закрепленный в середине, будет в этом месте иметь узел, а

иметь узел, а на концах - пучности. Задача ничем

не отличается от рассмотренной.
Как было выяснено ранее, при отражении от границы, отделяющей среду от среды с большим сопротивлением, происходит отражение волны смещения с потерей полуволны. Если стержень закреплен, то волна вовсе не проникает во вторую среду. В этом случае можно говорить о бесконечно большом сопротивлении второй среды.

Собственные колебания стержней

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 24 Коэффициент отражения становится равным единице и отражение происходит

Коэффициент отражения становится равным единице и отражение происходит с потерей полуволны.

с потерей полуволны. Нетрудно видеть, что это соответствует наличию

узла на границе двух сред. Отражение волны от незакрепленного конца стержня соответствует отражению от среды с нулевым сопротивлением. Равенство коэффициента отражения единице и отсутствие потери полуволны приводят к необходимости существования пучности на такой границе.

Собственные колебания стержней

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 25 Продольные собственные колебания могут быть также возбуждены в

Продольные собственные колебания могут быть также возбуждены в столбах жидкости и

столбах жидкости и газа.
Поперечные колебания легко возбудить в зажатой

и натянутой струне. Распределение узлов и пучностей будет таким же, как и для закрепленного с обоих концов стержня. Набор частот выразится формулой, аналогичной приведенной для стержня, с тем лишь различием, что в выражении скорости поперечной волны в струне надо заменить Е на натяжение струны.

Собственные колебания стержней

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 26 В стержнях, струнах, воздушных столбах поверхности равной фазы

В стержнях, струнах, воздушных столбах поверхности равной фазы представляют собой параллельные

представляют собой параллельные плоскости. Колебательное состояние можно представить себе

как результат наложения плоских волн, распространяющихся вдоль одной линии. Однако возможны и более сложные случаи, а именно такие, когда колебательным движением захвачена двумерная область или тело, все три размера которого имеют одинаковый порядок величины.

Собственные колебания двумерных и трехмерных систем

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 27 С двумерными задачами мы сталкиваемся, рассматривая колебания упругих

С двумерными задачами мы сталкиваемся, рассматривая колебания упругих и жестких диафрагм.

и жестких диафрагм. Колебания разного типа возникнут, если в

одном случае закрепить пластинку по краям, а в другом - укрепить ее в одной точке или не закреплять вовсе. Кроме колебаний жестких пластинок наблюдают колебания натянутых нежестких пленок - резиновых, мыльных и пр.

Собственные колебания двумерных и трехмерных систем

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 28 Общие закономерности свободных колебаний в этом случае в

Общие закономерности свободных колебаний в этом случае в принципе не отличаются

принципе не отличаются от рассмотренных. Ввиду двумерности задачи положение

узлов и пучностей должно характеризоваться теперь кривыми линиями. Например, круглая закрепленная по краям пластинка совершает основное колебание, имея единственную пучность в центре круга.

Собственные колебания двумерных и трехмерных систем

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 29 Центральная точка колеблется с максимальной амплитудой, а далее

Центральная точка колеблется с максимальной амплитудой, а далее амплитуда спадает к

амплитуда спадает к закрепленным краям с сохранением круговой симметрии.

Так выглядит простейшее колебание основной частоты. Мембрана может быть возбуждена и в более высоких гармониках, тогда поверхность ее разбивается на участки узловыми линиями. Оказывается, что узловые линии у круглых пластинок могут иметь форму либо окружностей, либо диаметров.

Собственные колебания двумерных и трехмерных систем

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 30 Эффектным и простым опытом является демонстрация узловых линий

Эффектным и простым опытом является демонстрация узловых линий способом Хладни (по

способом Хладни (по имени ученого, предложившего этот способ). Пластинку

посыпают песком, а затем ударом или смычком приводят в колебательное состояние. Песок скатывается с пучностей и собирается на узловых линиях. На следующем слайде показано несколько примеров фигур Хладни.

Собственные колебания двумерных и трехмерных систем

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 31 Собственные колебания двумерных и трехмерных систем
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 32 Естественно, наиболее сложным является колебательное состояние сплошного трехмерного

Естественно, наиболее сложным является колебательное состояние сплошного трехмерного тела. Мы ограничимся

тела. Мы ограничимся изучением собственных колебаний прямоугольного параллелепипеда. Если

бы в таком теле существовали только стоячие волны, возникшие благодаря сложению волн, бегущих параллельно ребру параллелепипеда, то собственные частоты колебаний ограничивались бы значениями

Собственные колебания двумерных и трехмерных систем

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 33 Собственные колебания двумерных и трехмерных систем
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 34 Собственные колебания двумерных и трехмерных систем
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 35 Ясно, что частоты колебаний для простейших случаев распространения

Ясно, что частоты колебаний для простейших случаев распространения волн параллельно ребрам

волн параллельно ребрам тела также получатся из этой формулы,

если положить отличным от нуля лишь одно из трех целых чисел, входящих в формулу.
Спектр колебания трехмерного тела изображается в трехмерном пространстве, как это показано на следующем слайде, которое можно назвать пространством частот, или обратным пространством.

Собственные колебания двумерных и трехмерных систем

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 36 Собственные колебания двумерных и трехмерных систем
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 37 Если величины k1, k2, k3 откладывать соответственно по

Если величины k1, k2, k3 откладывать соответственно по трем осям, то

трем осям, то возникнет решетка (обратная решетка), каждый узел

которой представляет одну из собственных частот колебания тела за номерами n1, n2, n3. Радиус-вектор обратного пространства, проведенный в узел решетки, равняется возможной частоте колебания. Если провести сферу радиусом n, то в нее попадут все точки, изображающие частоты, меньшие n.

Собственные колебания двумерных и трехмерных систем

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 38 Собственные колебания двумерных и трехмерных систем
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 39 Эта интересная закономерность показывает, что число собственных частот

Эта интересная закономерность показывает, что число собственных частот резко возрастает, если

резко возрастает, если мы начнем увеличивать интервал частот, подлежащий

рассмотрению. При больших частотах дискретный характер спектра начинает смазываться, частоты становятся весьма близкими друг к другу.

Собственные колебания двумерных и трехмерных систем

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 40 Если колебания стержня, пластинки или иного тела происходят

Если колебания стержня, пластинки или иного тела происходят не в вакууме,

не в вакууме, а в какой-либо среде, жидкой или

газообразной, то некоторая часть интенсивности, зависящая, как нам известно, от отношения волновых сопротивлений соприкасающихся сред, переходит из колеблющегося тела в среду. Можно выразить эту же мысль короче: колеблющееся тело излучает энергию. Благодаря излучению свободные колебания стержня, струны и пр. быстро затухают.

Вынужденные колебания стержней и пластинок

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 41 Если нужно, чтобы такое тело являлось постоянным источником

Если нужно, чтобы такое тело являлось постоянным источником излучения, то колебания

излучения, то колебания следует возбуждать посторонним источником. Так же

как и в случае колебаний точки, подведение энергии может произойти как по схеме автоколебаний, так и созданием вынужденных колебаний.
В зависимости от способа и места подведения внешней энергии можно возбудить, вообще говоря, любую из частот или любую комбинацию собственных частот способного колебаться тела.

Вынужденные колебания стержней и пластинок

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 42 Так, например, если около натянутой стальной струны укрепить

Так, например, если около натянутой стальной струны укрепить электромагнит, питаемый синусоидальным

электромагнит, питаемый синусоидальным током от звукового генератора, то под

действием периодически меняющейся внешней поперечной силы возникнут колебания струны. Заметными они станут лишь в случае резонанса. Подбирая разные натяжения струны и варьируя внешнюю частоту, можно продемонстрировать колебание струны как на основной частоте, так и на обертонах.

Вынужденные колебания стержней и пластинок

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 43 Огромное практическое значение имеет создание вынужденных колебаний (стоячих

Огромное практическое значение имеет создание вынужденных колебаний (стоячих волн) в пьезоэлектрических

волн) в пьезоэлектрических пластинках и ферромагнитных стержнях. Эти колеблющиеся

тела являются источниками ультразвуковых волн.
Ферромагнитные тела обладают свойством удлиняться или укорачиваться под действием магнитного поля (эффект магнитострикции).

Вынужденные колебания стержней и пластинок

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 44 Так, никель и отожженный кобальт укорачивают-ся в полях

Так, никель и отожженный кобальт укорачивают-ся в полях любой напряженности, литой

любой напряженности, литой кобальт в слабых полях укорачивается, а

в сильных удлиняется и, наконец, железо удлиняется в слабых полях и укорачивается в сильных. Так или иначе, любой ферромагнитный стержень будет способен совершать вынужденные колебания при внесении в переменное магнитное поле. Для этой цели стержень помещают обычно в отверстие сердечника трансформатора, через который проходит переменный ток.

Вынужденные колебания стержней и пластинок

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 45 Вынужденные колебания стержней и пластинок
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 46 Вынужденные колебания стержней и пластинок
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 47 Если же требуются высокочастотные колебания небольшой мощности, применяются

Если же требуются высокочастотные колебания небольшой мощности, применяются электрострикционные устройства на

электрострикционные устройства на основе пьезоэлектриков.
Все кристаллы, не обладающие

центром симметрии, могут демонстрировать пьезоэлектрический эффект. Это явление заключается в изменении размеров кристалла под действием электрического поля и, обратно, в возникновении электрического поля в кристалле под действием приложенных к кристаллу сил.

Колебания пьезоэлектриков

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 48 При использовании пьезоэлектрика в качестве источника колебаний мы,

При использовании пьезоэлектрика в качестве источника колебаний мы, естественно, интересуемся первым

естественно, интересуемся первым явлением, называемым также электрострицией, или обратным

пьезоэлектрическим эффектом. В качестве пьезоэлектриков употребляют кварц, сегнетову соль, титанат бария, ЦТС, дигидрофосфат аммония и другие кристаллы. Вообще говоря, имеются сотни известных веществ, которые могли бы в принципе использоваться для той же цели.

Колебания пьезоэлектриков

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 49 Однако наличие дополнительных требований (прочность, устойчивость к влаге

Однако наличие дополнительных требований (прочность, устойчивость к влаге и пр.), а

и пр.), а также, разумеется, желание выбрать кристаллы, дающие

наиболее сильный эффект, резко ограничивают практический список веществ.
Кристалл, помещенный в электрическое поле, меняет свои размеры в разных направлениях (по отношению к осям симметрии кристалла) по-разному.

Колебания пьезоэлектриков

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 50 Поэтому, вырезая из кристалла стержни или пластинки, различно

Поэтому, вырезая из кристалла стержни или пластинки, различно ориентированные по отно-шению

ориентированные по отно-шению к осям кристалла, и помещая их

между обкладками конденсатора, мы будем получать деформации разного типа. Чаще всего вырезают пластинку кварца или другого пьезоэлектрика таким образом, чтобы под действием электри-ческого поля в ней происходили продольные смещения. Тогда под действием переменного электрического поля в такой пластинке возникнут вынужденные стоячие продольные волны.

Колебания пьезоэлектриков

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 51 Колебания пьезоэлектриков
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Слайд 52 (опыт дает несколько иное значение: 2880/l кГц).
Амплитуды колебаний

(опыт дает несколько иное значение: 2880/l кГц).Амплитуды колебаний зависят от величины

зависят от величины прикладываемого поля. Между величиной смещения и

напряженностью электрического поля существует линейная зависимость. Прибегают к довольно сильным полям. Кварц - превосходный изолятор, поэтому при толщинах до сантиметра применяются электрические поля порядка 30 000 В/см.
Основным в получении сильного ультразвукового сигнала является резонансный эффект.

Колебания пьезоэлектриков

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ