1tom - 0626.htm
662
в
X
пятствия), г ≈ расстояние точки наблюдения от этого объекта. Вблизи поршневого излучателя знука при P^i («ближняя», или «прожекторная», зона) поле в осн. образовано цилиндрич, пучком лучей, исходящих кз излучателя, и в пределах пучка имеет в целом характер плоской волны с интенсивностью, постоянной по сечению и не зависящей от расстояния, в соответствии с законами геом. акустики, а дифракц. эффекты выражаются только в размывании границ пучка. По мере удаления от излучателя дифракц, аффекты усиливаются, и при Р~1 поле теряет характер плоской волны и представляет собой сложную интерференц. картину. На ещ╦ больших расстояниях, при /*>1 («дальняя» зола), пучок превращается в сферически расходящуюся волну с интенсивностью, убывающей как 1/г2, и с угл. распределением интенсивности, не зависящим от расстояния (см. Направленность акустических излучателей и при╦мников); в этой области поле снова подчиняется законам геом. акустики. Аналогичная картина наблюдается в пучке, вырезаемом из плоской волны отверстием в экране (рис. 1). При размерах
Рис. 1. Прохождение плоской волны через отверстие и экране
при различных соотношениях между размером отверстия и
длиной волны звука. Чем меньше отверстие, тем быстрее волна
расходится в стороны после прохождения отверстия.
излучателя (или отверстия в экране), малых по сравнению с К, прожекторная зона отсутствует и звуковое поле представляет собой расходящуюся волну уже на расстояниях порядка Я.
Аналогично размыванию пучка в прожекторной зоне размывается звуковая тень позади препятствия, большого по сравнению с К (рис, 2, а); в области Р^> 1 тень практически исчезает. За препятствием с размерами ~Х и меньше звуковая тень практически не образуется (происходит «огибание» препятствия ≈ рис. 2, б),
Д. з. при фокусировке звука приводит к тому, что вблизи фокусов и каустич. поверхностей, на к-рых,
Рис. 2. а ≈ образование звуковой тени позади препятствия, большого по сравнению с длиной зпуно-вой волны; б ≈ огибание полной малого препятствия.
согласно геом. акустике, звуковое давление обращалось бы в бесконечность, образуются области давления с повышенными, по конечными значениями. Эти области тем уже, а значения поля в них тем выше, чем меньше К фокусируемого звука.
Расч╦т Д. 3. обычно базируется на Гюйгенса ≈ Френеля принципе и сводятся к определению производительности фиктивных источников, что, как правило, уда╦тся выполнить только приближенно.
При распространении приблизительно плоских воли (радиус кривизны фронтов велик по сравнению с Л, относит, изменение амплитуды вдоль фронта мало на расстоянии Я) дифракц. эффекты могут быть рассчитаны как результат поперечной диффузии амплитуды волны вдоль фронта, происходящей согласно обычному ур-нию диффузии, но с мнимым коэф. диффузии (см. Дифракция воли).
Точный расч╦т Д. з, уда╦тся выполнить только в ис-
ключит, случаях: для Д. з. на полуплоскости и на кли-
668 не с идеальными границами, на пилообразных реш╦т-
ках, на отверстии пидиндрич. трубы с тонкими стенками, а также на сфере и цр, поверхностях 2-го порядка. С точными решениями можно сравнивать результат расч╦та Д. з. разл. приближенными методами; они могут использоваться также при оценке дифракции на телах, форма к-рых близка, к форме тел, для к-рых имеются точные решения.
Лит.: Горелик Г. С., Колебания и волны, 2 и;щ., М,, 1!1.г)9; В а и и ш т е и и Л. А., Дифракция электромагнитных и гшуковых волн на открытом конце волновода, М., 1953: X a ft к и н С. Э., Физические основы механики, 2, шц., М., 11171; X с н л X., Мауо А., Бестпфаль К., Теория дифранции, пер. с нем., М., 1964. М. А. Исакович.
ДИФРАКЦИЯ МЕДЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ ≈ дифракция электронов с энергиями от десятков до сотен эВ; один из осн. методов изучения структуры припо-верхпостных слоев монокристаллов толщиной ~1 нм. Толщина исследуемого слоя определяется глубиной проникновения электрона в кристалл без потери энергии. Электроны, используемые в методе Д. м. э,, теряют энергию в осн. на образование плазмоное (ср. путь, проходимый медленным электроном между иос-ледоват. актами возбуждеямя илазмопов, составляет 1 нм; с ростом энергии электронов эта длина быстро увеличивается).
Пучок электронов падает под заданным углом к поверхности исследуемого кристалла. В результате дифракции в приноверхностных слоях часть электронов вылетает из кристалла назад через эту же поверхность. Электрически заряженная задерживающая сетка пропускает лишь те электроны, к-рые не потеряли энергию на образование плазмонов, т. е. электроны, углубившиеся в кристалл не более чем на половину длины образования плазмона (что соответствует неск. атомным слоям), Дифракц. картина регистрируется на люминесцентном экране. Она характеризуется большим числом максимумов, положение к-рых определяется условиями рассеяния на двумерных периодич. структурах. При этом симметрия картины отражает симметрию расположения атомов в поверхностном слое, а интенсивности максимумов содержат информацию о межатомном взаимодействии.
В методе Д. м. э. измеряют угл. распределение максимумов, зависимость распределения от нач. энергии электрона, изменение интенсивности максимумов в зависимости от темп-ры или наличия па поверхности адсирбиров. атомов. Измеряют также поляризацию спина дифрагиров. электронов. Сравнение экспсрим. данных с тооретич. расч╦тами разл. вариантов структуры позволяет установить истинную структуру припо-верхностного слоя.
С помощью метода Д. м. э. обнаружено явление реконструкции поверхностей полупроводников и металлов, состоящее в различии структуры параллельных внутриобъ╦мных и поверхностных кристаллография. плоскостей. Так, внутри объ╦ма кристаллич. золота плоскость (100) имеет квадратичную структуру, а поверхностная грань (100) ≈ гексагональную. Реконструкция поверхности имеет место для всех граней кремния, прич╦м поверхностная структура при разл. темп-pax различна.
Использование Д. м. э. для анализа пл╦нок на поверхностях кристаллов позволило непосредственно количественно изучать межатомные взаимодействия в адсорбц. мопослоях, что привело к появлению нового направления ≈ физики двумерных поверхностных структур. Изучение двумерных фазовых переходов газ ≈ жидкость ≈ кристалл да╦т ценную информацию о свойствах адсорбиров. атомов, измерение поляризации спина при Д. м, а. ≈ возможность изучения маги, свойств поверхности.
Лит.: Мозольное А. Е,, Ф е д я н к н В. К., Дифракция медленных электронов поверхностью, М., 1082; Р я а а-н о в М. И., Т и л и н и н И. С., Исследование поверхности по обратному рассеянию частиц, М., 1985; Наумове ц А. Г., Дифракции медленных электронов, н кн,: Спектроскопия и дифракция электронов при исследовании поверхности тв╦рдых тел,
")
}
