5.3.5. Акустомагнетоэлектрический эффект.

Звук способен сортировать не только яблоки, но и электро-

ны. Если поперек направления распространения звука в проводя-

щей среде наложить магнитное поле, то электроны, которые увле-

каются звуком, будут отклоняться в этом поле, что приведет к

возникновению поперечного тока или, если образец "разомкнуть"

в поперечном направлении, электродвижущей силы (ЭДС). Но маг-

нитное поле в соответствии с законом Лоренца отклоняет элект-

роны разных скоростей по разному, поэтому величина и даже знак

ЭДС показывают, какие электроны увлекаются звуком, то есть ко-

ковы свойства электронного газа в данной среде. В каждом ве-

ществе звук увлкает за собой группу электронов характерных

именно для дпнного вещества. Если звук проходит через границу

двух веществ, то одни электроны должны смениться другими, нап-

ример, более "холодные", более "горячими". При этом от границы

будет тепло, а сама граница охлаждаться. Данный эффект похож

на известный эффект Пельтье (см. раздел 9.2.2.).

Однако принципиальное отличие этого эффекта от эффекта

Пельтье состоит в том, что он не исчезает, даже при очень низ-

ких температурах и охлаждение может продолжаться до темпера-

тур, близких к абсолютному нулю. Это открытие зарегистрировано

под номером 133 в следующей формулировке:"Установлено неиз-

вестное ранее явление возникновение в телах, проводящих ток,

перемещенных в магнитном поле, при прохождении через них зву-

ка, электродвижущей силы поперек направления распространенияз-

вука, обусловленной взаимодействием со звуковой волной носите-

лей заряда, находящихся в различных энергетических

состояниях". На основе открытия уже сделано ряд изобретений.

А.с. 512 422: Способ измерения времени релаксации энергии

носителей заряда в кристалле, заключающийся в измерении прово-

димости и разности потенциалов на исследуемом образце, отлича-

ющийся тем, что с целью упрощения и повышения точности измере-

ния, в образец вводят ультразвуковую волну, измеряют разность

потенциалов в направлении распространения волны и проводимость

в перпендикулярном направлении.

А.с. 543 140: Способ усиления поверхностных звуковых волн

в пьезоэлектическом полупроводнике основанный на взаимодейс-

твии звуковых волн с электрическим полем, отличающийся тем,

что с целью повышения эффективности усиления, дрейфовое напря-

жение прикладывается в направлении, перпендикулярном распрост-

ранению поверхностной звуковой волны.

5.4. Волновое движение.

Волна - это возмущение, распространяющееся с конечной

скоростью в пространстве и несущее с собой энергию. Суть вол-

нового движения состоит в переносе энергии без переноса ве-

щества. Любое возмущение связано с каким-то направлением (век-

тор электрического поля в электромагнитной волне, напрвление

колебаний частиц при звуковых волнах, градиент концентрации,

градиент потенциала и т.д.). По взаимоположению вектора возму-

щения и вектора скорости волны, волны подразделяются на про-

дольные (направление вектора возмущения совпадает с направле-

нием вектора скорости) и поперечные (вектор возмущения

перпендикулярен вектору скорости). В жидкостях и газах возмож-

ныв только продольные волны, в твердых телах и продольные и

поперечные.

Волна несет с собой и потенциальную и кинетическую энер-

гию. Скорость волны, т.е. скорость распространения возмущения,

зависит как от вида волны, так и от характеристик среды, нап-

ример, от прочности бетона при затвердевании. Измеряя скорость

распространения ультразвука можно определить, какую прочность

набрал бетон в процессе выпаривания. ("Знание-сила"II,1969)

В Японии предложено пропускать ультразвук через стальные

изделия перпендикулярно тем поверхностям, расстояние между ко-

торыми нужно измерить. Стальные изделия помещались в остную

ванну, которая просвечивалась ультразвуковыми импульсами. Из-

мерив время необходимое для прохождения импульса от каждого

вибратора, определяли внешние разхмеры изделия /заявка Японии

N 51-23193/.

При наличии дисперсии волн (см. раздел 5.4.7.) понятие

скорости волны становится не однозначным; приходится различать

фазовую скорость (скорость распространения определенной фазы

волны) и групповую скорость, являющуюся скорость переноса

энергии, что усложняет различные измерительные работы с по-

мощью различного вида колебаний. В случае же когерентного ко-

лебания фазовая скорость может нести информацию о свойствах

среды.

А.с. 288 407: Способ измерения паросодержания пароводяных

смесей и количества парогазовых включений по а.с. N'131138,

отличающийся тем, что с целью повышения точности и чувстви-

тельности при измерениях паросодержания в высокочастотных

трактах с большими потерями, отраженный сигнал, фаза которого

характеризует измеряемый параметр, выделяют из высокочастотно-

го тракта, усиливают, ограничивают по амплитуде и сравнивают

его фазу с фазой опорного когерентного высокочастотного коле-

бания.

А.с. 412 421: Способ измерения скорости ультразвука в

средах основанный на определении времени рапространения коле-

баний с помощью фазового сдвига, отличающийся тем, что с целью

повышения точности измерения, модулируют колебания по фазе и

одновременно пропускают через исследуемую и эталонную среду,

измеряя на границах обеих сред относительную величину фазы ко-

лебаний, и по результатам измерения находят скорость ультраз-

вука в исследуемой среде.