И.И.Клюкин. Удивительный мир звука.


Лямшев.
Некоторые
исследователи
назвали
это
направление
"разнопольных"
взаимодействий оптоакустикой.
Механизмы
оптического
возбуждения
звука
многообразны.
Звук
может
возникать
вследствие поглощения
интенсивного света в среде.
Этот механизм
связан
с
релаксационными
процессами, изучение которых
является предметом
молекулярной акустики
(заметим,
что
молекулярная
акустика
сама
по себе
представляет обширную область, и отечественные школы И. Г.
Михайлова, В. Ф.
Ноздрева и других имеют большие достижения в этой области). Кроме того, звук
может
возбуждаться в
результате резкого
изменения
агрегатного
состояния
среды (испарение, ионизация) вследствие электрострикционного эффекта.
Американец Ларсон,
исследовавший возбуждение звука в твердых телах при
воздействии
модулированного
лазерного
излучения,
установил,
что
это
излучение генерирует в среде
сильный звук
в
направлении, перпендикулярном
направлению распространения луча лазера.
Различными
авторами
исследовались
случаи
излучения
звука
при
воздействии на
вещество
мощных тепловых
полей, импульсного электрического
напряжения и т. д.
По
мере
повышения
частоты,
то
есть
уменьшения
длины
волны
ультраакустических колебаний звуковые волны
начинают
"замечать" дискретную
структуру
твердых тел --
кристаллическую ионную решетку.
Здесь становятся
плодотворными
корпускулярные представления.
Согласно
современной
физике,
любая волна
ведет себя при определенных условиях
как
частица, и наоборот:
любая
частица ведет
себя при
определенных
условиях
как
волна. Один
из
классиков физики Уильям Брэгг иронически заметил по этому поводу, что каждый
физик вынужден считать свет состоящим по понедельникам, средам и пятницам из
частиц, а остальные дни недели -- из волн. А вот что пишет по этому поводу в
своей замечательной научно-популярной книге "Глаз
и солнце" академик С.
И.
Вавилов*: "Материя, т.е.
вещество и свет, одновременно
обладает свойствами
волн и частиц,
но в
целом
это
не волны и не частицы, и не смесь
того
и
другого (курсив С. И. Вавилова
-- И.
К.). Наши механические
понятия не
в
состоянии
полностью
охватить
реальность, для
этого не хватает
наглядных
образов".
С тех пор
последовало
много
работ,
подтверждаю
щих эквивалентность
волновой и квантовой механики.
* С. И. Вавилов. Глаз и солнце. Изд. 9-е. М, "Наука", 1976, с. 42.
И
хотя отдельные противоречия остаются, квантовая
механика
позволила
сделать выдающиеся открытия.
Звуковой волне соответствует частица,
которая была
названа фононом --
квантом звука.
Разумеется,
полной аналогии
здесь
нет.
Частицы света
--
фотоны-- элементарны, то есть не состоят из других частиц. Они единообразны,
как единообразны электромагнитные поля, они устойчивы.
Параметры фононов не
имеют той устойчивости,
которая свойственна параметрам элементарных частиц.
В
процессе распространения
звука
изменяется
характер упругих
колебаний,
волна из поперечной может переходить в продольную, поверхностную и т. п. Эти
процессы
надо
рассматривать как превращения фононов в другие виды, то есть
следует предположить многообразие фононов.
Несмотря на
отсутствие данных о параметрах фононов для различных видов
упругих колебаний,
введение квантовых представлений в акустику уже принесло
свои
плоды.
Примером
служит
создание
акустического
мазера,
подобного
электромагнитному мазеру или лазеру.
0x01 graphic
Схема и принцип действия
фонон-электронного усилителя высокочастотного
звука.
1 -- пьезополупроводник,
2 -- источник звука; 3 -- источник света; 4--
источник постоянного электрического напряжения.
По
мере
движения звуковой волны ее амплитуда увеличивается вследствие
взаимодействия между электронами Э и фононами Ф.
Другой пример -- квантовый усилитель ультразвука.
Как ни странно, но прямого усилителя звука пока не существует. Для того
чтобы усилить звук,
нужно сначала превратить его
в электрические колебания
(с
помощью микрофона, гидрофона, виброметра), а
затем, после усиления этих
колебаний
в
электронном
усилителе,
произвести обратное
превращение
уже
усиленных
электрических
сигналов
в
звук
посредством ..далее 




Все страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73

 

[В начало]
[Основное содержание]   [Содержание раздела

Hosted by uCoz