1tom - 0415.htm
о
еа О
472
тоГО
CL Ш
С
Ш ' fo╧e осцилляции (де Хааза ≈ вам Альфепа эффект и Шубникова ≈- де Хааза эффект.} и акустич. циклотронный резонанс. Изучение затухания Г. в металлах на электронах проводимости позволяет получить важные характеристики металлов (поверхность Ферми, энер-гетич. щель в сверхпроводниках и др.).
Впара маг нетиках прохождение Г. подходящей частоты и поляризации в результате спин-фонон-ного взаимодействия может вызвать изменение маги. состояния атомов. Так, Г. частотой ~Ю10 Гц, распространяясь в кристаллах парамагнетиков, помещ╦нных в магн. поле напряж╦нностью ~1000 Э, Может вызвать переход атома с одного магн. уровня на другой, сообщая ему определ. энергию. При этом происходит из. бират. поглощение Г. на частоте, соответствующей разности уронпсй, т. е. возникает акустический парамагнитный резонанс (АПР). При помощи АПР оказывается возможным изучать переходы между такими уровнями атомов в парамагнетиках, к-рые являются запрещ╦нными для электронного парамагнитного резонанса. В магпитоупорядоченных кристаллах (антиферро- и ферромагнетиках, ферримагнетлках), помимо рассмотренных выше взаимодействий Г. с веществом, появляются другие, где играют роль магнитоупругие взаимодействия {магнон-фопонлые взаимодействия). Так, распространение гиперзвуковой волны вызывает появление спиновой волны, и наоборот, спиновая волна вызывает появление гиперзвуковой волны. Поэтому в общем случае в таких кристаллах распространяются не чисто спиновые или упругие волны, а связанные магнитоупругие волны.
Взаимодействие гиперзвука со светом. Изменения показателя преломления эл.-магп. волны под действием упругой волны обусловливает фотон-фоношгое взаимодействие. Примерами такого взаимодействия -являются дифракция света на ультразвуке, а также спонтанное и вынужденное рассеяние Мандельштама ≈ Бриллюэна. К такого рода взаимодействию можно отнести и возникновение упругой полны под действием эл.-магп. волны в результате эффекта электрострикции. На частотах Г. преобладает т. п. брсгговская дифракция, при к.рой для дифрагиров. света наблюдаются только пулевой и первый порядки. Частота дифрагиров. света равна И ≈ ю (стоксова компонента) либо Q+ш (антпстоксова компонента), где Q ≈ частота падающего света, со ≈ частота Г. Этот процесс можно представить как рассеяние фотона на фононе, при этом знак «≈» соответствует испусканию фоноиа, а знак «-|-» ≈ поглощению.
При Мандельштама ≈ Бриллюэна рассеянии механизм взаимодействия света с тепловыми колебаниями кристаллич. реш╦тки (тепловыми фононами) является таким же, как и для рассмотренного выше случая дифракции света с искусственно возбужд╦нным Г, (когерентными фонолами), однако в этом случае свет рассеивается во всех направлениях. При достаточно больших интенсивностях, когда напряж╦нность электрич. ноля в падающей световой волне ≈104≈1C8 В/см, это поле может влиять на гиперзвуковую волну, нак-рой происходит рассеяние, обеспечивая непрерывную подкачку в не╦ энергии. В результате происходит генерация интенсивного Г,≈ т. н. вынужденное рассеяние Мандельштама ≈ Бриллюэна.
Свойства Г. позволяют использовать его для исследования состояния вещества, особенно в физике тв╦рдого тела. Существ, роль играет использование Г. для т. н. акустич. линий задержки в области СВЧ, а также для создания др. устройств акустоэлектроники И акустооптики.
Лит.: Физическая акустика, под ред. У. Молола, Р. Тсрсто-на, пер, с англ., т, 1≈7, М., 1966≈74; Т а к е р Д ж., Р э м п-т о н В., Гигтерзвун в филине твердого тела, пер. с англ., М., 1975; Магнитная квантован акустика, М., 1977. ГИПЕРЗВУКОВОЕ ТЕЧЕНИЕ ≈ продельный случай
___ сверхзвукового течения газа, при К-ром скорость v час-4/8 тиц газа во всей области течений или в ее значит, части
намного превосходит скорость звука а в газе, так что У3>а или Маха число M ≈ ula^i. Т. к. скорость звука по порядку величины равна ср. скорости теплоного (хаотического) движения молекул, то при Г. т. КИЕШТПЧ., энергия поступат. движения частицы газа намного превосходит е╦ внутр. тепловую энергию. Поэтому при Г. т. небольшие относит, изменения v в результате пре. вращения кипетич. энергии частиц газа во внутреннюю-вызывают сильное изменение внутр. тепловой анергии газа, т. е. его тсмп-ры. При уменьшении кинетич. энергии, напр, при торможении газа в ударной волне перед обтекаемым телом или при торможении газа в пограничном слое у поверхности тела, в газе могут возникать, области с очень высокой темп-рой. При изучении двп. жения газа в этих областях необходимо учитывать происходящие в газах (в частности, в воздухе) фин.-хим. процессы: возбуждение внутр. степеней свободы молекул и их диссоциацию, хим. реакции между компонентами газа, ионизацию атомов. При достаточно большой плотности газа физ.-хим, процессы в н╦м происходят настолько быстро, что газ можно считать находящимся ff состоянии равновесия термодинамического (течения газа в равновесном состоянии). В др. предельном случае газодинамич. процессы столь быстры, что за характерное для этих процессов время изменением внутр. состояния молекул и атомов можно пренебречь (течение газа в «замороженном» состоянии). В промежуточных случаях, напр. при пол╦те тел с гиперзвукотюЙ! скоростью на больших высотах, необходимо принимать, во внимание конечную скорость протекания и газе физ.-хим. процессов и дополнять систему ур-нии газовой динамики ур-ниями кинетики физ.-хим. процессов.
Теория Г. т. газа развивается гл. обр. н связи с проблемами аэродинамики ≈ пол╦тами снарядов, ракет н самол╦тов со скоростями, во много раз превышающими, скорость звука, и входом в плотные слои атмосферы Земли и др. планет и торможением в ней когмич. аппаратов. Эта теория, к-рая развивалась вначале для модели идеального газа применительно к задачам обтекания тел, т. п. асимптотич. теория ур-ний газовой динамики при очень больших значениях числа А/(1/Л/2-»--^-0). позволила получить ряд важных результатов. При очень большом М набегающего потока, когда можно пренебречь величиной 1/Л/2по сравнению с единицей, параметры газа (г/t^, р/р«,, р/р^г») в прилегающей к телу возмущ╦нной области за ударной волной перестают зависеть от условий в набегающем потоке
ческси головной частью
Рис, 1. Значения коэффициента сопротивления сферы и цилиндра с конической галойной ча-отью; начиная с М ≈ 4 эти значения перестают заметно изменяться.
(vt р, р ≈ скорость, плотность и давление газа за удар-ион волной, а г«> и р^ ≈ соответствующие параметры в набегающем потоке). Это свойство наз. с т а б н л и-з а ц и е и течения около тел при гипорзвуко-вых скоростях; при этом стабилизация течения около тупых впереди тел наступает при меньших значениях числа Л/т чем около тонких, заостр╦нных ≈ т. н. тел аэродинамически совершенной формы (рис. 1).
Т. к. при гипердвуковой скорости набегающего на тело потока даже при малых возмущениях скорости Ai'/i? изменения давления и плотности по малы (~М2Дг,'Л;). то при изучении пшерзвукового обтекания тел аэродинамически совершенной формы необходимо, в отлично от обтекания их потоком с умеренной сверхзвуковой скоростью, учитывать нелинейные эффекты, Представления аэродинамики умеренных сверхзвуко-
")
}
