Рождающие ультразвук
В одном из древних китайских храмов есть необыкновенный таз. Достаточно потереть его ручки, и холодная вода в нем вдруг будто вскипает. «Чудо» это объясняется тем, что при трении медные стенки таза начинают колебаться с большой, ультразвуковой, частотой.
В технике ультразвук получают, конечно, не так. Для этого служат особые излучатели ультразвука.
В 1880 году французские физики, братья Жак и Пьер Кюри, открыли неизвестное ранее физическое явление — пьезоэлектрический эффект. Если пластинку из кварца сжимать и разжимать, то на гранях ее появятся электрические заряды.
Можно и наоборот: действовать на кварцевую пластинку переменным электрическим полем. Тогда она станет сама сжиматься и разжиматься, другими словами, колебаться с огромной частотой. Возникнет ультразвук. Если опустить такой излучатель в воду, то и там понесутся ультразвуковые волны.
Пьезоэлектрический эффект был открыт в кварце. Долгое время только этот минерал и применялся в излучателях. Но из маленьких пластинок излучатели получались маломощными. Крупные же кристаллы кварца в природе встречаются крайне редко, а потребность в ультразвуковых излучателях все росла. Во время второй мировой войны возник даже «кварцевый голод». Пришлось ученым искать заменители, вещества, которые бы так же обладали пьезоэлектрическим эффектом.
И они были найдены: сегнетова соль, фосфат аммония, сульфат лития. Советский физик Б. М. Вул в 1944 году открыл вещество титанат бария, у которого пьезоэлектрический эффект оказался в пятьдесят раз сильнее, чем у кварца. А сернистый кадмий позволяет получать очень высокие частоты колебаний, совершенно недоступные для других веществ.
Но это не единственный способ возбуждения ультразвука. Гораздо раньше, чем пьезоэлектрический, был открыт другой эффект — магнито-стрикционный. В чем же он заключается?
Если по проволоке, намотанной на железный стержень, пропускать переменный электрический ток, то стержень начнет быстро-быстро, с ультразвуковой частотой, удлиняться и укорачиваться. Вот вам еще один ультразвуковой излучатель.
Оба они применяются в ультразвуковых приборах. Какой конкретно выбрать, это зависит от устройства и назначения прибора. А ученые продолжают совершенствовать источники ультразвука, придумывают новые, еще более совершенные.
Г. Черненко
Так часто говорят старые солдаты. Опытные изобретатели, которые понимают толк в мозговой атаке и эффективно используют ее для активизации поиска оригинальных решений, советуют: «Держи протокол всегда в порядке». Лучше всего фиксировать предложения с помощью магнитофона. Но и хорошо ведущийся протокол, коротко и правильно фиксирующий основное содержание выступлений и формулировку принятых решений, может оказаться весьма кстати….
Да разве можно так сказать: неслышимый звук? Можно. Я даже больше вам скажу: ультразвук не одиночка. Есть еще инфразвук. Есть гиперзвук. И они тоже для нас — звуки неслышимые. Напомню: звук — механические колебания в различных средах: газах, жидкостях, твердых телах. В воздухе это быстрая череда сжатий и разрежений. Слышим мы звук, нет — он…
В подготовительном отделении, расположенном под самой крышей цеха, смешивают все компоненты. В огромных смесителях размалываются гранулы полимера, перемешиваются с растертыми пигментами, с измельченными вспомогательными веществами. Гудят краскотерки и смесители, наполняются тонким порошком металлические тележки. Легкое облачко пыли поднимается над наконечником шланга, автоматически подающего смесь во вращающиеся барабаны. Там она смачивается, превращается в тягучую вязкую массу…
Приведем один пример старого способа изобретательства. Научное его название — метод проб и ошибок, а по-простому — метод тыка. Наверное, вы слышали про знаменитую Пизанскую башню, особенность которой — в ее наклонном положении. Столетия она кренится, и практически столько же времени изобретатели разных стран пытаются предложить способы ее возвращения «на место». Однако существует менее известная…
Измерение времени оказалось весьма непростой задачей. Вроде бы давно было замечено, что в природе происходят повторяющиеся явления, которые можно использовать в качестве естественных эталонов этой «текучей» величины. И правда, день сменяется ночью, год повторяется за годом. Но измерять время лишь годами — большими промежутками — неудобно, а продолжительность дня меняется в течение года. Скажем, древние…
Но — минута внимания. Секундомер включен. Мозговой штурм начался! Некоторое время — молчание. Ну, а потом… Только успевай записывать. Вот «атакует» первая идея. Наш прибор будет содержать корпус. И в корпусе основание сделаем в виде упругой пленки. Разместим здесь же измерительную шкалу. Да еще придадим при этом опорной поверхности форму следа обуви. Чей-то голос: «А…
Вот иногда говорят: «Нем, как рыба». Значит — рыбы немы? Да ничуть не бывало! Наоборот, рыбы страшно «разговорчивы». Каких только звуков не услышишь, если опустить в воду специальный прибор — гидрофон. Тут и писк, и свист, и треск, и мычанье, и завыванье, и кудахтанье. Но почему же мы, стоя на берегу, не слышим рыбьих голосов?…
…С рулона сматывается полотно ткани. Специальное устройство подхватывает его и с усилием протягивает через размоточный агрегат. Целая система вращающихся валков управляет движением: горизонтально, вниз, вверх, снова горизонтально и снова вниз и вверх движутся туго натянутые петли и, наконец, исчезают за стенками высокой металлической арки. На ней укреплены три самых больших стальных цилиндра — плавильные валы….
А можно ли спрогнозировать, каковы результаты внедрения не одного какого-либо изобретения, а вообще всего научно-технического прогресса? Такие попытки предпринимались неоднократно, и не только писателями-фантастами, но и серьезными учеными. Желая представить будущее, выдающийся английский философ и естествоиспытатель Фрэнсис Бэкон описывал некий храм науки. Царь выдуманной им страны, основавший этот храм, ставит перед жрецами задачу овладеть скрытыми…
А что мог увидеть человек на небе без всяких приборов? Разумеется, Луну, яркие звезды и, конечно же, Солнце. Их движение по небосклону давало огромную информацию и для понимания места Земли в космосе, и для производства самых насущных земных измерений. Например, следя за перемещением Солнца или положением приполярных звезд, можно было с большой точностью определить местонахождение…