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