Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
диотелескопа. 3) Прибор для измерения активности радиоакт. источников (см. Радиометрия). 4) Прибор для измерения давления звукового излучения (см. Радиометр акустический).
РАДИОМЕТР АКУСТИЧЕСКИЙ — прибор для измерения давления звукового излучения и, следовательно, плотности энергии звуковой волны, интенсивности звука и др. параметров волны. Посредством Р. а. измеряют обусловленную давлением звукового излучения радиац. силу Fp, действующую иа помещённое в звуковое поле препятствие (приёмный элемент).
Приёмный элемент Р. а. обычно выполнен в виде лёгкого диска, шарика или конуса, размер к-рых d, как правило, много больше длины УЗ-волиы X. Радиац. сила смещает приёмный элемент из положения равновесия. При определ. отклонении действие ее уравновешивается силами, зависящими от конструкции Р. а.: в Р. а. маятникового типа (рис., а) — это компонента силы тяжести, возникающая при отклонении подвеса
Схемы некоторых конструкций радиометров: а — маятникового типа (J — приёмный элемент,
2 — жёсткое коромысло с игольчатым креплением в агатовых подпятниках или нить подвеса);
б —типа крутильных весов (J — приёмный элемент, 2 — жёсткое коромысло, 3 — упругая растянутая тонкая нить, 4 — грузик, уравновешивающий приёмный элемент, 5 — растяжки, регулирующие натяжение нити); в — типа рычажных весов (і — приёмный конический элемент, 2 — рычажные весы, з — чашка с разновесами). Стрелками показано направление распространения УЗ.
на определ. угол; в Р. а. типа крутильных весов (рис.,
б) — это упругий момент закручивания инти; в ряде конструкций Р. а. упругая сила создаётся пластинчатой или спиральной пружиной, изгибом тонкого стеклянного волокна и т. п. В наиб, точных компенсациоииьи Р. а. виеш. сила возвращает приёмный элемент в исходное положение равновесия. Простейший тип такого Р. а.— чувствительные рычажиые весы (рис., в), где действие силы Fp и а одну из чашек компенсируется снятием разновесов с др. чашки. Более точны эл.-дина-мнч. или эл.-маги. системы компенсаций, применяемые для разл. конструкций Р. а.
В Р. а. без компенсации малые смещения приёмного элемента определяют с помощью микроскопа, а малые повороты — по отклонению светового луча, отражающегося от зеркальца на подвижной системе Р. а.
При определении ср. плотности звуковой энергии E и интенсивности УЗ / необходимо принимать во внимание зависимость силы Fv от ориентации приёмного элемента, от его формы и коэф. отражения звука по амплитуде R, а также от соотношения d и X. В приёмном элементе в виде диска диам. d » X
Fp=ES(I-^-Ri) cos2 e=c~1/S(l-bR2) Cos2 6,
где с — скорость звука, S — площадь диска или площадь поперечного сечения У 3-пучка (меньшая из площадей), 0 — угол между направлением распространении волиы и нормалью к диску. При несоблюдении условия d » А. вводится дифракц. поправка.
Метод Р. является одним из наиб, простых методов абс. измерения интенсивности УЗ в области средних и высоких частот. Однако Р. а. инерционен в подвержен
л
влиянию акустических течений, что снижает точность измерений. Mнн. интенсивность, измеряемая С ПОМОЩЬЮ чувствительных Р. а., лежит в области 10“*—10“® Вт/см2.
Лит.: Матаушек И., Ультразвуковая техника, пер. с нем.. М., 1962; Колесников А. Б., Ультразвуковые измерения, 2 изд., М., 1982.
РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ — возиикновеиие силы отталкивания между двумя поверхностями, поддерживаемыми при разных темп-pax T1 и T2 (T1 > Ti) и помещёнными в разреженный газ. Отталкивание объясняется тем, что молекулы газа, ударившись о 1-ю поверхность, отскакивают с более высокой кииетич. энергией, чем молекулы, провзаимодействовавшне со
2-й поверхностью. В результате поверхность холодной пластины, обращённая к горячей, бомбардируется частицами, имеющими в ср. больший импульс, чем др. её сторона. Благодаря разнице импульсов, передаваемых при ударе молекул противоположным стейкам пластины, возникает сила отталкивания. При достаточном разрежении газа, т.е. когда длина свободного пробега молекул превышает расстояние между пластинами, сила отталкивания, приходящаяся на единицу площади пластины, равна
М-ЧКЇ-1)'
где р — давление газа. При более высоком давлении газа «горячие» молекулы теряют часть энергия при столкновениях с «холодными» молекулами. В общем случае
F- -Ч-s--.-M1
с V a P )
где а, & и с — эмпирич. коэффициенты.
Ha Р. э. основано действие радиометра Крукса (вертушки Крукса) и радиометрич. манометра. РАДИОМЕТРИЯ — совокупность методов измерений активности (числа распадов в единицу времени) радионуклидов, содержащихся в радиоакт. источниках. Po-довачальники — Э. Резерфорд (Е. Rutherford) и X. Гейгер (Н. Geiger), впервые в 1903 измерившие число а-частиц, испускаемых в 1 с 1 г Ra (уд. активность). В 1899 Ю. Эльстер (J. Elster) и В. Г. Гайтлер (W. Н. Heitler) установили экспоненциальное убывание со временем числа атомов чистого радионуклида.
Активность. Осн. закон радноакт. распада имеет вид:
^=-W=-In2Wvt, (1)
где N — число атомов радионуклида, X — постоянная распада, — период полураспада (см. Радиоактив-
