Page 154 - 6374

висоті і в умовах дуже високої вологості (наприклад, над океаном) цей ефект можна

спостерігати і при швидкостях, значно менших швидкості звуку. Іноді це явище
спостерігається у швидких автомобілів.

Ефект названий на честь німецького фізика Людвігв Прандтля і англійського фізика

Германа Глоерта.

9.6. Ультразвук та його застосування. Пружні хвилі, частоти яких лежать в
інтервалі від 2 ∙ 10 до 10 Гц, називають ультразвуком. Хвилі, частоти яких лежать в
4
9
9
інтервалі від 10 до 10 Гц, називають гіперзвуком. Весь діапазон частот ультразвукових
13
5
4
хвиль умовно поділяють на три піддіапазони: ультразвукові хвилі низьких (2 ∙ 10 − 10 Гц),
середніх (2 ∙ 10 − 10 Гц) і високих частот (10 − 10 Гц). Кожний з цих піддіапазонів
7
9
5
7
характеризується своїми специфічними особливостями генерування, приймання, поширення
й застосування.
За фізичною природою ультразвукові хвилі такі, як і звукові будь-яких довжин.

Проте внаслідок більш високих частот ультразвук має ряд специфічних особливостей при
його поширенні. У зв’язку з тим, що довжини ультразвукових хвиль досить малі, характер їх

поширення визначається в першу чергу молекулярними властивостями речовини.
Характерна особливість поширення ультразвуку в багатоатомних газах та в рідинах – це

існування інтервалів довжин хвиль, в межах яких проявляється залежність фазової швидкості

поширення хвиль від їх частоти, тобто має місце дисперсія звуку. В цих інтервалах довжин
хвиль також відбувається значне поглинання ультразвуку. Тому при поширенні його у

повітрі відбувається більш значне його загасання, ніж звукових хвиль. У рідинах та твердих
тілах (особливо монокристалах) загасання ультразвуку значно менше. Тому область

застосування ультразвуку середніх і високих частот належить в основному до рідин і твердих

тіл, а в повітрі та в газах застосовують тільки ультразвук низьких частот.
Ще одна особливість ультразвуку – це можливість одержання великої інтенсивності

навіть при порівняно невеликих амплітудах коливань, оскільки при певній амплітуді густина

1
2 2
потоку енергії пропорційна квадрату частоти = . Поширення ультразвукових
2
хвиль великої інтенсивності супроводжується нелінійними ефектами. Так, при поширенні
плоских ультразвукових хвиль у рідинах та в твердих тілах, для яких коефіцієнт поглинання
незначний, синусоїдальна хвиля перетворюється в ударну хвилю пилкоподібної форми,

поглинання якої значно більше, тобто відбувається нелінійне поглинання.
Поширення ультразвукових хвиль у газах та рідинах супроводжується рухом

середовища в напрямі поширення хвиль. Такий рух називають акустичною течією,