skrypt176

183

Ćwiczenie nr 12

WYKORZYSTANIE ULTRADŹWIĘKÓW DO BADANIA MATERIAŁÓW ELEKTROTECHNICZNYC H

1.    CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ćwiczących z nieniszczącą metodą badania materiałów elektrotechnicznych, wykorzystującą zjawiska fizyczne związane z. rozchodzeniem się fal ultradźwiękowych w ośrodkach sprężystych.

2.    WPROWADZENIE TEORETYCZNE

2.1. ULTRADŹWIĘKI

Model ciała to układ cząsteczek o połączeniach sprężystych. Wywołany ruch drgający jednej cząsteczki lub całej grupy cząsteczek wokół położenia równowagi jest przenoszony na kolejne, zjawisko to nazywamy falą sprężystą. W miarę upływu czasu ruch drgający rozprzestrzenia się w ośrodku ze ściśle określoną prędkością, nazywaną prędkością rozchodzenia się fal. Częstotliwość drgań cząsteczek ośrodka przez który przechodzą fale jest stała i równa częstotliwości źródła fal. W miarę rozprzestrzeniania się fali amplituda drań cząsteczek maleje w stosunku do amplitudy drgań w miejscu pobudzenia ze względu na rozproszenie energii oraz straty energii w samym ośrodku.

Pobudzając mały obszar ośrodka, czoło fali przyjmuje kształt kuli. a falę taką nazywamy kulistą. W przypadku wprowadzenia ruchu drgającego poprzez dużą płaską powierzchnię powstaje fala płaska.

Podstawowy podział fal na podłużne i poprzeczne uwarunkowany jest sposobem pobudzenia ośrodka do drgań.

.i) W przypadku prostopadłego kierunku pobudzenia względem powierzchni granicznej ośrodka, kierunek drgań cząsteczek jest zgodny z kierunkiem rozchodzenia się fali (rys. 12.1.b), można ją wzbudzić we wszystkich ośrodkach, tj. stałych, ciekłych i gazowych - falę nazywamy falą podłużną i oznaczamy literą “L”.

' W przypadku stycznego kierunku pobudzenia względem powierzchni granicznej ośrodka, kierunek drgań cząsteczek jest prostopadły względem kierunku rozchodzenia się fali (rys. 12.1.o), występuje wyłącznie w ciałach stałych - lalę nazywamy poprzeczną i oznaczamy literą“T^!\ i W przypadku pobudzenia zewnętrznej warstwy (powierzchni) ośrodka, powstaje fala powierzchniowa - Reyleigha oznaczana literą “R”.