Физика и техника наших дней обладают средством
создавать «беззвучные звуки» гораздо большей частоты, чем те, о которых
мы сейчас говорили: число колебаний может достигать в этих «сверхзвуках»
(«ультразвуках») до 10 000 000 000 в секунду.
Один из способов получения ультразвуковых колебаний
основан на свойстве пластинок, определенным образом вырезанных из
кристалла кварца, при сжатии электризоваться на своих поверхностях; если же, наоборот, заряжать периодически поверхности
такой пластинки, то под действием электрических зарядов она попеременно
сжимается и расширяется, т. е. колеблется: получаются ультразвуковые
колебания. Заряжают же пластинку с помощью употребляемого в радиотехнике
лампового генератора, частота которого подбирается в соответствии с так
называемым «собственным» периодом колебаний пластинки.
Хотя ультразвуки безмолвны для нас, они обнаруживают
свое действие иными, весьма ощутимыми проявлениями. Если, например,
колеблющуюся пластинку погрузить в сосуд с маслом, то на поверхности
жидкости, охваченной ультразвуковыми колебаниями, вспучивается горка в
10 см высоты, а масляные капельки разбрызгиваются до высоты 40 см.
Погрузив в такую масляную ванну конец стеклянной трубки в метр длиной,
мы ощутим в руке, держащей другой конец, сильнейший ожог, оставляющий
следы на коже. Соприкасаясь с деревом, конец трубки, находящийся в
состоянии колебания, прожигает отверстие; энергия ультразвуков
превращается в тепловую.
Ультразвуки тщательно изучаются советскими и
зарубежными исследователями. Эти колебания оказывают сильное действие на
живой организм: нити водорослей разрываются, животные клеточки
лопаются, кровяные тельца разрушаются; мелкие рыбы и лягушки
умерщвляются сверхзвуками в 1–2 минуты; температура тела испытуемых
животных повышается, — у мыши, например, до 45°C. Ультразвуковые
колебания находят себе применение в медицине; неслышные ультразвуки
разделяют судьбу невидимых ультрафиолетовых лучей, придя на помощь
врачеванию.
Особенно успешно применяются ультразвуки в
металлургии для обнаружения неоднородностей, раковин, трещин и других
недостатков в толще металла. Метод «просвечивания» металла ультразвуком
состоит в том, что испытуемый металл смачивают маслом и подвергают
действию ультразвуковых колебаний. Звук рассеивается неоднородными
участками металла, которые отбрасывают как бы звуковую тень; очертание
неоднородностей так четко вырисовывается на фоне равномерной ряби,
покрывающей масляный слой, что получающуюся картину можно даже
сфотографировать.
«Просветить» ультразвуком можно металлическую толщу в
целый метр и более, что совершенно недоступно для рентгеновского
просвечивания; при этом обнаруживаются неоднородности весьма мелкие — до
одного миллиметра. Несомненно, что перед сверхзвуковыми колебаниями
большая перспектива. |