Физические эффекты и явления

Триумф индукционных токов - беличья клетка ротора асинхронного двигателя работают индукционные насосы для перекачивания жидких металлов в металлургии и ядерной энергетике.

6.10.5. На величину вихревого тока влияют удельная электрическая проводимость и магнитная проницаемость материала, толщина образца и частота тока.

При прохождении по проводнику тока высокой частоты наблюдается поверхностный эффект (скин-эффект) - ток идет только по поверхностному слою проводника. При частоте 10 в седьмой степени Гц для хорошего неферромагнитного проводника толщина слоя приблизительно 0,01 см. На этом основан метод поверхностной закалки.

А.с. 281 997: Способ испарения материалов в вакууме путем высокочастотного нагрева, отличающийся тем, что с целью осуществления процесса из кольцевого источника, испарению подвергают материал в форме диска при частоте магнитного поля, обеспечивающей появление скин-эффекта на его боковой поверхности.

Существование скин-эффекта означает, что электромагнитная волна, попадающая на поверхность проводника (металла, электролита или плазмы) быстро затухает в глубине проводника, проникая лишь на глубину скин-слоя.

А.с. 451 888: Способ очистки трубопроводов преимущественно от отложений гидратов путем их нагрева, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности нагрев осуществляется сверхвысокочастотными электромагнитными волнами, которые направляют в трубопровод.

6.11. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ.

6.11.1. Электрический заряд движущийся в пустоте равномерно относительно инерционной системы отсчета, не излучает. Иная картина возникает в том случае, когда заряд под действием внешних сил движется с ускорением. Поле обладающее энергией, а значит массой или инертностью, образно говоря, отрывается от заряда и излучается в пространстве со скоростью света. Излучение происходит до тех пор, пока на заряд действует сила, сообщающая ему ускорение.

А.с. 511 484: Способ охлаждения рабочего тела путем расширения до получения двухфазного потока с отдачей внешней работы, отличающийся тем, что с целью повышения экономичности рабочее тело перед расширением ионизируют, например, в поле коронного разряда в отдачу внешней работы осуществляют путем торможения заряженных частиц в электрическом поле.

6.11.2. Эффект Вавилова-Черенкова. Если заряженная частица являющаяся источником электрического поля, движется в среде со скоростью, большей, чем скорость света в этой среде, то частица будет опрежать собственное электрическое поле. Такое опережение вызывает появление напрвленного электромагнитного излучения, причем излучение будет распространяться лишь в определнном телесном угле, определенном скоростью частиц и показателем преломления среды. Чем больше плотность среды, тем более низкая энергия (скорость) заряженых частиц требуется для генерации излучения. Техника обнаружения этого свечения разработана до предела - аппаратура позволяет обнаруживать отдельные частицы (поштучный счет с помощью счетчиков Черенкова). Кроме этого Черенковские счетчики используются для быстрого счета и непосредственного определения скорости заряженных частиц, селекции скоростей и направления частиц, определения заряда и т.п. На использовании эффекта Вавилова-Черенкова возможно создание милиметровых и более коротких радиоволн; черенковское излучение позволяет создать стандартный источник света, необходимый при биологических и астрономических исследованиях.

А.с. 182 249: Устройство для измерения эффективной массы частиц, рападающихся на гамма-кванты и электроны, отличающееся тем, что сцелью увеличения точности измерения и ускорения набора эксперементальных данных, оно содержит двухканальную систему совместно работающих искровых камер и черенковских спектромеров полного поглощения, установленных так, что в направлении вылета каждой из двух частиц распада, стоит блок из искровых камер и черенковского гамма-спектрометра, а оси блоков расположены симметрично относительно направления первичной частицы и составляют собой угол равный минимальному углу двухчастичного распада.

А.с. 431 887: Способ исследования прожигаемости гематоофтальмического барьера путем введения в кровяное русло вещества, содержащего радиоактивный изотоп и одновременно регистрации интенсивности бетаизлучений над поверхностью роговицы глаза, отличающийся тем, что с целью повышения точности исследования дополнительно регистрируют изменения интенсивности черенковского излучения.

6.11.3. Другой пример - так называемое бетатронное (или синхронное)излучение. В этих приборах заряженные частицы движутся по круговым орбитам. При энергиях порядка десятков Мэв электроны излучают видимый свет, при еще больших энергиях рентгеновский луч.

Наиболее важным для приложения является излучение заряда, совершающего гармоническое движение. На этом эффекте основана работа всевозможных излучателей и антенн.

Л И Т Е Р А Т У Р А

Г.Е.Зильберман. Электричество и магнетизм.М."Наука" 1970. К 6.1. А.с. 410 316; пат. США 3556998,3562757. К 6.2. А.с. 240 505 К 6.4. А.с. 498 770 К 6.4. Физический энцеклопедический словарь, т.5 стр.449. К 6.5. Таблицы физических величин.М.,"Атомиздат",1976,

стр.304-308. К 6.7. А.с. 490 661,490 662,492 155 К 6.8. А.с. 491 174,515 684,514 632,465 345 К 6.10 А.Л.Дорофеев, Визревые токи,М."Энергия",1977

А.с. 422 982 К 6.11.2. Дж.Делли. Черенковское излучение и его применение;

М.,"ИЛ".1960.

Б.М.Болотовский, Свечение Вавилова-Черенкова.

М."Наука" 1964.

7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА.

ДИЭЛЕКТРИКИ.

7.1.1. Диэлектриками являются неионизованные газы, а также жидкости и твердые тела, характеризующиеся полностью заполненной электронами валентной зоной и полностью электронной на уровне зоны проводимости не происходит , то такие вещества ведут себя как изоляторы. При наличии такого возбуждения (в случае малой энергетичесой щели между зонами) вещества являются полупроводниками. Диэлектрики и полупровдники экспоненциально уменьшают его по свое обьемное сопротивление при повышении температуры.

А.с. 515 075: Способ определения обрыва жилы кабеля с изоляцией, сопротивление которой зависит от температуры зависит от температуры, например, жаростойкого кабеля с магнезиальной изоляцией, при котором воздействуют сигналом, выявляющим повреждения, на последовательные участки кабеля а о месте повреждения кабеля в момент подачи сигнала на дефектное место, отличающее тем что, с целью упрощения отыскания места об, на кабель воздействуют тепловым сигналом, например теплом от газо -воздушной горелки , а о месте повреждения судят по изменению сопротивления изоляции кабеля.

7.1.2.сли материал претерпевает те или иные певращения, его с о п р о т и в л е н и е э л е к т р и ч е ск о м у т о к у меняется.

А.с. N 414528: Способ определения относительной связанной поверхности волокон в листе бумаги путем измерения электросопротивления,отличающийся тем,что,с целью повышения точности и упрощения методики измерений, образец бумаги подвергают линейному деформированию в продольном направлении расположения волокон с одновременной регистрацией электросопротивления, после чего определяют отношение разности измерения электросопротивлений после и до деформирования образца бумаги.

Расплавы некоторых диэлектриков - поводники, в частности, хорошо пропускает ток расплавленное стекло.

7.1.3. В диэлектрике, помещенном в переменное электромагнитное поле , часть энергии поля переходит в тепловую. Эта доля пропорциональна т а н г е н с у у г л а д и э л е к т ри ч е с к и х п о т е р ь ( ).

Патент Австралии N 420764: Способ термического сращивания материалов. Предлагается усовершенствованный метод сращивания псредством диэлектрического нагрева термопластичных материалов, имеющих малые коэффициенты диэлектрических потерь (пропилен,полиплен и др.).При этом между наложенными друг на друга краями соединяемых внахлестку листов материала закладывается вставка, эффективно выделяющая тепло при воздействии электрического поля ВЧ, которое создается между электродами прижимающими сращиваемый участок.Тепловыделяющие вставки,имеющие форму прутка или квадратных пластинок, изготовляются из газоренированных полимеров (например полимеры и сополимеры хлористого винила)и располагается вдоль соединяемых краев листов.Тепло, выделяемое вставками под действием электрического поля ВЧ, нагревает и размегчает материал в зоне соединения, благодаря чему он при нажатии электродов обжимается вокруг вставки и сращивается в сплошную массу.

Все виды нагрева диэлектриков в электрических полях основаны именно на этом эффекте.

А.N 527407. Способ изготовления бетонополимерных изделий заключающийся в сушке бетонных элементов с вакуумированием, пропитke под давлением и последующей термокаталитеческой полимеризации,о т л и ч а ю щ и й тем , что, с целью равномерного прогрева изделия и сохранения продолжительности процесса термокаталитиую полимеризацию осуществляют или дополнительном воздействии электрического поля ВЧ в диапазоне 1-150 мгц

7.2. Д и э л е к т р и ч е с к а я п р о н и ц а е м о с т ь диэлектриков зависит от многих факторов . По ее изменению можно контролировать ход различных процессов в диэлектриках.

А.С N Способ контроля глубины полимеризации синтетических каучуков в процессе их растворной полимеризации,о т л и ч а ю щ е й с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности контроля и упрощения методики анализа, измеряют диэлектрическую проникаемость раствора полимера и со степени изменения диэлектрической проницаемости о глубине полимеризаций продукта

А.С.N 497520: Способ определения времени пропитки пористых материалов, заключающийся в погружении контролируемого образца торцом в контрольную жидкость и отсчета времени пропитки о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности, образец материала помещают в датчик измерительной аппаратуры, например между обкладками конденсаторов, а время пропитки отсчитывают от момента начала до момента прекращения изменения электрических свойств образца.

7.2.1. Диэлектрические свойства вещества зависят от частоты. Один и тот же материал при воздействии на него поля низкой частоты -диэлектрик,поля высокой частоты - к.

При I мы имеем дело с диэлектриком, а

при I - с поводником.( - удельная электрическая

проницаемость - круговая частота.

7.3. П р о б о й д и э л е к т р и к о в. носит лбо тепловой, либо электрический - лавинный - характер.Механизм теплового пробоя - постепенный разогрев участка диэлектрика,падение его сопротивления и термическое разрушение материала.

А.С.N 218805: Способ электрораскроя материала,например,ткани, с помощью электрода,выполненого по форме выкройки отличающийся тем,что, с целью ускорения технологического процесса раскроя повышения точности раскроя и сокращения отходов материала,раскрой поизводят расщиплением материала на ионы током высокого напряжения например 10 кв, проходящим через раскраиваемый материал между неподвижным электродом и другим электродом по линии электроповодной схемы,перемещаемым по другую сторону раскраеваемого материала.

7.4.Электромеханические эффекты в диэлектриках.

7.4.1.Общим электромеханическим эффектом для всех диэлектриков является э л е к т р о с т р и к ц и я . Она появляется в упругом (обратимом) превращении энергии тела в электрическое поле и для свободного тела сопровождается увеличением его размеров.

7.4.2. П ь е з о э л е к т р и ч е с к и й э ф ф е к т. (пьезоэффект) - это также электромеханический эффект, однако он наблюдается не во всех диэлектриках, а только в нецентросимметричных кристаллах. Причем, в отличии от электрострикции, пьезоэффект обратим Он может быть прямым и обратным.

Прямой пьезоэффект проявляется в образовании зарядов на поверхности твердого тела под воздействием механических напряжений.

Лампу-вспышку зажигает удар. Польский изобретатель Тадеуш Косецкий предложил использовать пьезокристалл в качестве источника энергии для лампы-вспышки. Под действием быстрого сильного удара по кристаллу на нем возникает электрическое напряжение. По расчетам изобретателя, его вполне должно хватить для зажигания лампы. Никаких батарей для такого "блица" вообще не понадобится: всю необходимую для лампы энергию даст механический удар по кристаллу.

Патент ФРГN.1218216: Пьезоэлектрическое устройство для зажигания с кулачковым приводом, предназначенное для двигателей внутреннего сгорания, отличающееся тем,что кулачковый привод постоянно имеет кинетическое соединение, и периодически-динамическое соединение с известным пружинным аккумулятором и взаимодействует с ним. Пружинный аккумулятор соединен с подвижным концом пьезоэлектрического элемента.

7.4.3. Обратный пьезоэффект анологичен эффекту электрострикции однако, если при электрострикции деформации тела не зависит от знака электрического поля, для пьезоэффекта такая зависимость имеет место. Практически можно считать, что пьезоэффект отличен, а электрострикция является квадратичным эффектом.

Патент США N 3239283. Предлагается кострукция подшипника в котором трение уничтожается вибрацией.Втулки подшипника выполняются из пьезоэлектрического материала и с обеих сторон покрываются тонкой электропроводной фольгой. К фольге припаиваются тонкие электроды, по которым проводится переменный ток. А ток заставляет пьезоэлектрик сжиматься и раздаваться, создавая вибрацию, уничтожающую трение.

В некоторых случаях используются одновременно и пямой и обратный пьезоэффект, например, в пьезоэлектрических трансформаторах.

7.5. В некоторых кристаллах суммарный дипольный момент отличен от нуля даже в отсутсвие внешнего электрического поля. Такого рода кристаллы называют самопроизвольно или спонтанно поляризованными кристаллами. Другое название этих кристаллов п и р о э л е к т р и к и. Это название появилось потому, что пироэлектрики обнаруживают по возникновению заряда на их поверхности при нагревании или охлаждении. С помощью пироэлектриков можно измерять изменение температуры на 10 в минус 6-ой градуса.

АN.288356: Устройство для определения тепловых потоков содержащее термоэлементы, расположенные на гранях дополнительной стенки, перпендикулярных направлению потока иизмерительную схему,отличающуюся тем,что,с целью повышения точности и быстродействия, в нем термоэлементы выполнены в виде пироэлектрических датчиков температуры и включены в частотнозависимую цепь обратной связи измерительной схемы.

Пироэлектрический эффект обычно усложняется тем,что каждый пироэлектрический кристалл является одновременно и пьезоэлектриком. Поэтому неоднократное изменение температуры кристалла вызывает деформацию, а последняя породит "вторичную" поляризацию пьезоэлектрического происхождения, налагающуюся на "первичную" пироэлектрическую поляризацию.

7.5.1. В пироэлектрических кристаллах может наблюдаться э л е к т р о к а л о р и ч е с к и й э ф ф е к т - изменение температуры пироэлектрика, вызванное изменением величины электрического поля (например,при внесении пироэлектрика в электрическое поле).

7.5.2. С е г н е т о э л е к т р и к и - частный случай пироэлектриков.

А.С.N 276449: sпособ детектирования в газовой хроматографии путем каталитического сжигания компонентов анализируемой смеси , отличающийся тем,что с целью увеличения чувствительности и непосредственного измерения производной концентрации анализируемого веществаво времени, сжигание производят на поверхности сегнетоэлектрика и измеряют возникающие при этом электрические заряды.

7.5.3. В сегнетоэлектриках также самопоизвольно возникает поляризация , но только в некотором интервале температур. Температура, при которой происходит исчезновение спонтанной поляризации, называется сегнетоэлектрической температурой Кюри. При температуре Кюри в сегнетоэлектриках наблюдается максимум диэлектрической проницаемости,а ее изменение вблизи этой температуры происходит скачками (сравнение с эффектами Гопкинса и Бархгаузена). Выше температуры Кюри сегнетоэлектрик переходит в п а р о э л е к т р и ч е с к о е с о с т о я н и е.

А.С.N 238185: Устройство для измерения расхода,скорости потока жидкости или газа , содержащее термочуствительный датчик с нагревательным элементом и схему измерения темперетуры, отличающуюся тем,что, с целью обеспечения работы в агресивных средах,повышения быстродействия и точности измерения,термочувствительный элемент датчика выполнен в виде термоконденсатора из сегнетоэлектрика,точка Кюри которого ниже рабочей температуры.

С е г н е т о э л е к т р и к и - это электрические аналоги форромагнетиков,которые ,как известно, самопроизвольно намагничиваются и имеют точку Кюри. Поэтому сегнетоэлектрики иногда называют ф е р р о э л е к т р и к а м и. Они отличаются большой диэлектрической проницаемостью, высоким пьезоэффектом наличием петли диэлектрического гисерезиса, интересными электрооптическими свойствами.

А.С.N 262405: sканирующее устройство оптического диапазона,содержащее зонную пьезоэлектрическую пластину, с системой электродов,на которую подано отклоняющее напряжение ,и коллимирующее устройство отличающееся тем,что, с целью уменьшения необходимого отклоняющего напряжения и оптических потерь, зонная пластина изготовлена из сегнето-электриков моноклинной системы, у которых пьезоэффекты по взаимно перпендикулярным направлениям различны а зоны френеля нанесены на поверхность пластины в виде чередующихся отражающих и неотражающихся покрытий в форме элипсов, главные оси которых ориентированы вдоль направления пьезоэффектов пластины.

7.5.4. Кроме сегнетоэлектриков, которые можно расматривать как совокупность паралельно ориентированных диполей,есть вещества с антипаралельным расположением диполей. Их называют а н т и с е г н е т о э л е к т р и к а м и .

При наложении достаточно сильного электрического поля антисегнетоэлектрики могут перейти в сегнетоэлектрическое состояние При таком "вынужденом" фазовом переходе в сильном переменном поле наблюдаются двойные петли гистерезиса. Kритическое поле, при котором в антисегнетоэлектриках возникает сегнетоэлектрическая фаза,уменьшается при увеличении температуры. В некоторых случаях с ростом температуры наблюдаются переходы из сегнетоэлектрического состояния в антисегнетоэлектрическое, а затем в пароэлектрическое.

7.5.5. С е г н е т о ф е р р о м а г н е т и к и - это сегнетоэлектрики, в которых наблюдается упорядочение магнитных моментов. В них могут существовать различные виды электрического и магнитного упорядочения: сегнетоэлектричество или антисегнетоэлектричество с ферромагнитизмом , антиферромагнетизмом или ферромагнетизмом.

7.5.6. Сегнетоэлектрические и ферромагнитные точки Кюри у таких веществ не совпадают. Но в сегнетоэлектрической точке Кюри наблюдается аномалия магнитных свойств, а в магнитной аномалия диэлектрических.Кроме того, при наложении магнитного (электрического) поля наблюдается изменение электрической (магнитной)проницаемости- магнито э л е к т р и ч е с к и й э ф ф е к т .

7.6. Влияние электрического поля и механических напряжений на сегнетоэлектрический эффект

7.6.1.Наложение электрического поля вдоль полярной оси увеличивает устойчивость сегнетоэлектрического состояния, расширяет область температур,в которой существует спонтанная поляризация. В антисенгетоэлектриках в сильных электрических полях температура Кюри понижается.

Некоторые сигнетоэлектрики выше точки Кюри обладают пьезоэффектом.Приложение к таким веществам в параэлектрической фазе механического напряжения по эффекту эквивалентно приложого напряжения.

А.N 415617: 1 Способ измерения напряженности электрического поля путем изменения диэлектрической проницаемости сегнетоконденсатора,помещенное в иследуемое поле,отличающееся тем,что с целью повышения доводят до точки Кюри,стабилизируют ее вблизи этой точки, периодически деформируя тело сегнетоконденсатора, перемещают точку Кюри и выделяют электрический сигнал, имеющий частоту механических деформаций, по которому судят о напряженности измеряемого электрического поля.

2 Способ по п.1, отличающийся тем, что, периодическую деформацию тела сегнетоконденсатора производят при помощи ультразвукового аккустического поля.

3 Способ по п.1 отличающийся тем,ч деформацию тела сегнетоконденсатора производят при помощи знакопеременного электрического поля.

- В водородосодержащих сегнетоэлектриках наложение гидростатического давления повышает температуру Кюри.

7.6.2. eсли в сегнетоэлектрике наблюдаются низкотемпературные переходы, на кривых температурных зависимостей диэлектрических свойств обычно наблюдаются а н о м а л и и , соответствующие этим переходам. Антисегнетоэлектрический фазовый переход сопровождается аномалией теплоемкости ирконата свинца -400 ккал/моль); может наблюдаться аномальное изменение объема и коэффициента теплового расширения.

7.6.3. pри нагреве сегнетоэлектрического кристалла происходит уменьшение спонтанной поляризации,что эквивалентно появлению пироэлектрического заряда на поверхности кристалла.

Патент Великобритании N 1335955: Электрическое измерение давления Датчик давления состоит из тела,выполненого из пироэлектрического вещества ,диэлектрическая постоянная которого зависит приложенного давления,при этом температура измерительного тела стабилизируется подачей переменного напряжения на пироэлектрический элемент, имеющий тепловую связь с измерительным телом.

Новый тип сегнетоэлектрического полинейного элемента тактандел-температурно автостабилизированный диэлектрический нелинейный элемент сам стабилизирует свою температуру вблизи точки Кюри.

На возрастание электросопротивления в области температуры Кюри основаны сегнетоэлектрические термосопротивления с продолжительным температурным коэффициентом (ТКС- +60%/градус) -позисторы.

7.7. Э л е к т р е т ы - электрические аналоги поэтапных магнитов Они длительно сохраняют наэлектризованное состояние и создают вокруг себя электрическое поле. Электреты получаются либо охлажденио нагретого диэлектрика (воска,церезина,нейлона ит.д.) в сильном электрическом поле , либо освещением (или радиоактивным облучением) фотопроводящих диэлектриков, также в сильном поле. Применение электретов связано в основном с наличием у них постоянного электрического поля.

А.С.N 115132 Индивидуальный дозиметр радиоактивного излучения и другого проникающего излучения, состоящий из приемника излучения и измерительного пибора, отличающийся тем ,что с целью возможности определения суммарной дозы излучения за требуемый помежуток времени, его приемник выполнен в виде электрета,заключенного в герметический корпус, содержащий газ,например ,воздух.

Здесь излучение ионизирует газ, ионы которого разряжают электрет.

Л И Т Е Р А Т У Р А.

Е.С. Кухаркин. Основы инженерной электрофизики, т1,2.м.,Высшая школа 1989г.

Е.Е. Зибельрман. Электричество и магнетизм. М.,"Наука", 1970г.

К 7.1. Таблицы физических величин.М., "Атомиздат",1976, стр.320

Патент Франции 2005067

К 7.2 Патент США 3586971.

К 7.4. В.В.Лаврженко. Пьезоэлектрические трансформаторы. М., Энергия.,1975,

А.С.517790, 504940;

Патент США 3557616, 3558795

К 7.5. Г.А.Смоленский, Н.Н. Крайник. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики М.,"Наука",1968.

Физический энциклопедический словарь т4,стр.11-12.

8. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА.

8.1. Всякое вещество является магнетиком, т.е. способно под действием магнитного поля приобретать магнитный момент (намагничиваться). По величине и направлению этого момента, а также по причинам, его породившим, все вещества делятся на группы. Основные из них - диа и парамагнетики.

8.1.1. Молекулы д и а м а г н е т и к а собственного магнитного момента не имеют. Он возникает у них только под действием внешнего магнитного поля и направлен против него. Таким образом результирующее магнитное поле в диамагнетике меньше, чем внешнее поле, правда, на очень малую величину. Это приводит к тому, что при перемещении диамагнетика в неоднороное магнитное поле он стремится сместиться в ту область, где напряжение магнитного поля меньше.

Патент США 3 611 815: Гироскопическая система, практически свободная от трения, содержит цилиндрический ротор, концы которого окружены парой кольцевых постоянных магнитов. На каждом конце ротора установлена вставка из диамагнитного материала, взаимодействующая с соответствующим постоянным магнитом так, что создаются отталкивающие магнитные силы, которые удерживают ротор в состоянии, характеризующимся отсутствием физического контакта ротора с магнитом: ротор "всплывает" в магнитном поле практически без трения.

8.1.2. Молекулы (или атомы) парамагнетика имеют собственные магнитные моменты, которые под действием внешних полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее поле, превышающе внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнитное поле.

Так, например, жидкий кислород - парамагнетик, он притягивается к магниту.

Магнитная проницаемость конкретного вещества зависит от многих факторов: напряженности магнитного поля, формы рассматриваемого поля (так как конечные размеры любого магнетика приводят к появлению встречного поля, уменьшающего первоначальное), температуры, частоты изменения магнитного поля, наличия дефектов структуры и т.д.

Патент Великобритании 1 343 270: Способ измерения температуры, например, стальных пластин, окрашенных виниловыми красителями. Температура пластин определяется по изменениям их магнитной проницаемости и проводимости, которые воспринимаются индуктивным зондам, подключенным к генератору.

А.с. 550 572: Способ структуроскопии ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что контролируемое изделие подвергают взаимодействию с электроиндуктивным преобразователем магнитной проницаемости в электрические сигналы, по которым судят о результатах контроля, отличающийся тем, что с целью повышения достоверности определения усталостных изменений в структуре материала изделия, поверхность последнего сканируют преобразователем по заданной функции относительно места концентрации механических напряжений, регистрируют экстремумы относительного значения магнитной проницаемости и по их распределению судят об усталостных изменениях в структуре материала.

А.с. 438 922: Способ неразрушающего контроля физико-химических процессов в структурированных упруго-вязкопластичных системах, основанный на изменении магнитной воспримчивости, отличающийся тем, что с целью повышения точности определения нормальной густоты водных растворов вяжущих веществ, изменяют во времени изменения удельной магнитной воспримчивости и по максимальному значению ее судят о готовности продукта.

Существует ряд веществ, в которых квантовые эффекты межатомных взаимодействий приводят к появлению специфических магнитных свойств.

8.1.3. Наиболее интересное свойство - ферромагнетизм. Оно характерно для группы веществ в твердом кристаллическом состоянии (ферромагнетиков), характеризующихся параллельной ориентацией магнитных моментов атомных носителей магнетизма.

Параллельная ориентация магнитных моментов существует в довольно больших участках вещества - доменах. Суммарные магнитные моменты отдельных доменов имеют очень большую величину, однако сами доменты обычно ориентированы в веществе хаотично. При наложении магнитного поля происходит ориентация доменов, что приводит к возникновению суммарного магнитного момента у всего обьема ферромагнетика, и, как следствие, к его наманичиванию.

А.с. 540 299: Постоянный магнит, содержащий одноименные частицы, отличающийся тем, что с целью повышения коэрицитивной силы, в качестве доменов использованы отрезки литого микропровода в стеклянной изоляции, каждый из которых содержит один микрокристал.

Естественно, что ферромагнетики, как и парамагнетики, перемещаются в ту точку поля, где напряженность максимальная (втягиваются в магнитное поле). Из-за большой величины магнитной проницаемости сила, действующая на них, гораздо больше.

А.с. 512 224: 1- Способ склеивания ферромагнитных материалов, включающий операцию нанесения клея на склеиваемые поверхности, соединение поверхностей, полного отвердения клея, отличающийся тем, что с целью уничтожения прочности склеивания, в период открытой выдержки раздельно проводят обработку каждой из двух склеиваемых поверхностей с нанесенным на них слоя клея постоянными магнитными полями противоположной полярности с напряженностью от 500 до 700 эротед.

2- Способ по п.1, отличающийся тем, что в период отверждения на клеевой шов воздействуют магнитным полем, совпадающим по направлению с полем остаточного магнетизма.

А.с. 185 003: Способ обработки внутренних поверхностей труб, включающий операции по введению внутрь трубы абразива ввиде мелкозернистого или порошкобразного вещества высокой твердости, перемещения этого абразива относительно внутренней поверхности трубы при их взаимном контакте и последующего извлечения из трубы полученного порошкообразного продукта, отличающийся тем, что с целью улучшения качества обработки трубы и для ее нагрева, феромагнитный абразив после его введения внутрь трубы подвергается воздействию вращающегося электромагнитного поля, созданного вокруг трубы.

Здесь используется эффект втягивания ферромагнетика в то место поля, где магнитные силовые линии "гуще"; так как поле вращается, то вращаются и частицы.

8.1.3.1. Существование доменов в ферромагнетиках возможны только ниже определенной температуры (ТОЧКА КЮРИ). Выше точки Кюри тепловое движение нарушает упорядоченную структуру доменов и ферромагнетик становится обычным парамагнетиком.

Патент ФРГ 1 243 791: Термолюминисцентный дозиметр, содержащий дозиметрический элемент, заключенный в герметизированную прозрачную камеру и снабженный носителем люминисцентного материала, нагреваемый индукционным путем, отличающийся тем, что носитель содержит ферромагнитный материал, точка Кюри которого, характеризующие фазовый переход второго рода, соответствуют определенной максимальной температуре.

Диапазон температур Кюри для ферромагнетиков очень широк: у радолиния температура Кюри 20 C, для читого железа - 1043 К. Практически всегда можно подобрать вещество с нужной температурой Кюри.

А.с. 266 029: Магнитная муфта скольжения, содержащая корпус и многополюсный ротор с постоянными магнитами, отличающаяся тем, что с целью автоматического включения муфты при заданной температуре, она снабжена шунтами, установленными между полюсами ротора и выполненного из термореактивного материала, имеющего характеристику магнитной проницаемости с точкой Кюри, соответствующей заданной температуре, а корпус и ротор изготовлены из материала сточкой Кюри, соответствующей температуре выше заданной.

При понижении температуры все парамагнетики, кроме тех у которых парамагнетизм обусловлен электронами проводимости, переходят либо в ферромагнитное, либо в антиферромагнитное состояние.

8.1.4. У некоторых веществ (хром, марганец) собственные магнитные моменты электронов ориентированы антипараллельно (навстречу) друг другу. Такая ориентация охватывает соседние атомы и их магнитные моменты компенсируют друг друга. В результате антиферромагнетики обладают крайне малой магнитной воспримчивостью и ведут себя как очень слабые парамагнетики.

8.1.4.1. Для антиферромагнетиков также существует температура, при которой антипараллельная ориентация спинов исчезает. Эта температура называется антиферромагнитной точкой Кюри или точкой Нееля.

У некоторых ферромагнетиков (эрбин, диоброзин, сплавов марганца и меди) таких температур две (верхняя и нижняя точка Нееля), причем антиферромагнитные свойства наблюдаются только при промежуточных температурах. Выше верхней точки вещество ведет себя как парамагнетик, а при температурах меньших нижней точки Нееля, становится ферромагнетиком.

8.1.5. Необратимое изменение намагниченности ферромагнитного образца, находящегося в слабом постоянном магнитном поле, при циклическом изменении температуры называется температурным магнитным гистерезисом. Наблюдается два вида гистерезиса, вызванных изменением доменой и кристаллической структуры. Во втором случае точка Кюри при нагреве лежит выше, чем при охлаждении.

А.с. 467 314: Способ записи оптических изображений на ферромагнитную пленку, заключающийся в ее экспонировании, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса записи путем исключения операции по намагничиванию пленки, экспонирование пленки осуществляют в интервале от температуры Кюри при нагреве до температуры Кюри при охлаждении.

А.с. 515 169: Способ сборки ферритовых постоянных магнитов в систему с предварительным намагничиванием каждого магнита, отличающийся тем, что с целью исключения потери намагниченности при сборке, перед операцией намагничивания каждый постоянный магнит нагревают до температуры, при которой кривые возврата совпадают с кривой размагничивания.

8.1.6. Ферримагнетизм - (или антиферромагнетизм нескомпенсированный) совокупность магнитных свойств веществ (ферромагнетиков) в твердом состоянии, обусловленных наличием внутри тела межэлектронного обменного взаимодействия, стремящегося создать антипараллельную ориентацию соседних атомных магнитных моментов. В отличии от антиферромагнетиков, соседние противоположно направленные магнитные моменты в силу каких-либо причин не полностью компенсируют друг друга. Поведение ферромагнетика во внешнем поле во многом аналогично ферромагнетику, но температурная зависимость свойств имеет иной вид: иногда существует точка компенсации суммарного магнитного момента при температуре ниже точки Нееля. По электрическим свойствам ферромагнетикид и э ле к т р и к и или полупроводники.

8.1.7. Суперпарамагнетизм - квазипарамагнитное поведение систем состоящих совокупности экстремально малых ферро или феримагнитных частиц. Частицы этих веществ при определенно малых размерах переходят в однодоменное состояние с однородной самопроизвольной намагниченностью по всему обьему частицы. Совокупность таких веществ ведет себя по отношению к воздействию внешнего магнитного поля и температуры подобно парамагнитному газу (сплавы меди с кобальтом, тонкие порошки никеля и т.д.)

Очень малые частицы антиферрмагнетиков также обладают особыми свойствами, похожими на суперпарамагнетизм, посколько в них происходит нарушение полной компенсации магнитных моментов. Аналогичными свойствами обладают и тонкие ферромагнитные пленки.

Супермагнетизм применяется в тонких структурных исследованиях, в методах неразрушающего определения размеров, форм, количества и состава магнитной фазы и т.п.

8.1.8. Пьезомагнетики - вещества, у которых при наложении упругих напряжений возникает спонтанный магнитный эффект, пропорциональный первой степени величины напряжений. Этот эффект весьма мал и легче всего его обнаружить в антиферромагнетиках.

8.1.9. Магнитоэлектрики - вещества, у которых при помещении их в электрическое поле возникает магнитный момент, пропорциональный значению поля.

8.2. Магнитокалорический эффект - изменение температуры магнетика при его намагничивании. Для парамагнетика увеличение поля приводит к увеличению температуры. что используется для получения сверхнизких температур методом адиабатического размагничивания парамагнитных солей.

8.3. Изменение размеров тела, вызванное изменениями его намагниченности, называют - магнитострикцией (обьемной или линейной).Величина эффекта для обьемной магнитострикции -3.10 в минус пятой степени, а для линейной - 10 в минус четвертой степени.

А.с. 517 927: Устройство для юстировки блока магнитных головок, содержащее рычаг с закрепленными на его конце указанными блоками и источник напряжения, под воздействием потенциалов которого осуществляется перемещение рычага, отличающееся тем, что с целью повышения точности юстировки в направлении, перпендикулярном поверхности рабочего слоя магнитного носителя, оно снабжено пружиной, скрепленной с другим концом рычага, фиксирующем его положение зажимом, и соленоидом, при этом рычаг выполнен в виде магнитострикционного стержня и помещен своей средней частью в полости соленоида.

Этот эффект сильно зависит от соотношения в сплаве и от температуры.

Необычное применение эффекта для нагрева:

А.с. 550 771: Установка для индукционного нагрева текучих сред содержащая массивный сердечник с продольными каналами для прохождения среды и обхватывающее его коаксиально установленныеизоляционную трубку и индуктор, подключенный к источнику переменного тока, отличающаяся тем, что с целью интенсификации нагрева путем информации кристаллической решетки материала сердечника,а индуктор дополнительно подключен к источнику постоянного тока.

8.3.1. Т е р м о с т р и к ц и я - магнитострикционная деформация ферро и антиферромагнитных тел при нагревании их в отсутствии магнитного тела. Эта деформация сопутствует изменению самопроизвольнойнамагниченности с нагревом. Она особенно велика в близи точек Кюри и Нееля, т.к. здесь особенно сильно изменяется намагниченность.

Наложение термострикции на обычное тепловое расширение приводит к аномалии в ходе теплового расширения. В некоторых феромагнитах и антиферромагнитах эти аномалии очень велики.

8.4. Магнитоэлектрический эффект - явление намагничивания ряда веществ в антиферромагнитном состоянии электрическим полем и их электрически поляризация магнитным полем. (Открытие N'123). Этот эффект обусловлен специфическойсимметрией расположения магнитных моментов в кристаллической решетке вещества.

Этот эффект позволяет получать сведения о магнитной структуре веществ без сложных нейтронографических последствий и применяется в волноводных устройствах СВЧ.

8.5. В основе гиромагнитных или магнитомеханических явлений лежит вращение электрона вокруг ядра. Суть этих явлений заключается в том, что намагничение магнетика приводят к его вращению (Эффект Энштейна и де Хаасе), и наоборот вращение магнетика вызывает его намагничивание.

Патент США 3 322 364: Способ компенсации влияния гиромагнитного эффекта при угловом перемещении магнитометров результирующего поля, находящегося на самолете, и прибор для его осуществления обеспечивает компенсацию влияния гиромагнитного эффекта на магнитометр результирующего поля который имеет отсчитывающую обмотку. Гиромагнитный эффект возникает в результате углового перемещения относительно данного направления, совершаемого самолетом, на котором находится магнитометр. Вырабатывается электрический сигнал, величина котрого пропорциональна угловой скорости самолета относительно данного направления. В отсчеты магнитометра вводится пропорциональная этому сигналу коррекция, которая учитывает также угол между указанным выше направлением силовых линий измеряемого поля.

8.6. Магнитоэустические эфекты - (магнитоупругие взаимодействия) в феритах-гранатах возникают в результате взаимодействия между спинами магнитных ионов и упругими колебаниями решетки, т.е. в результате тех же взаимодействий, что и магнитострикционные эффекты.

А.с. 528 497: Волоконный звукопровод, состоящий из волокон звукопроводящего материала, собранных по концам в жгут, отличающийся тем, что с целью увеличения стабильности эксплуатационных характеристик волокна выполнены из ферромагнитного материала и намагничены на требуемом участке звукопровода по всему его сечению в одном направлении.

А.с. 482 634: Способ измерения частоты механических колебаний обьекта основанный на совпадении составляющей вибрации с частотой собственных колебаний одного из несколько упругих элементов, жестко связанный с обьектом, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения, жесткость упругого элемента изменяют магнитным полем с симметричной магнитодвижущей силой напряженность которого изменяется пилообразным током, и по величине тока в момент резонанса определяют частоту механических колебаний обьекта.

8.7. Ферромагнитный резонанс - электронный магнитный резонанс в ферромагнетиках - совокупность явлений, связанных с избирательным поглощением ферромагнитиками энергии электромагнитного поля при частотах совпадающих с собственными частотами процессии магнитных моментов электронной системы во внутреннем эффективном магнитном поле. (Поглощение на несколько порядков больше, чем в ВПР).

А.с. 284 161: Способ измерения многновенного значения тока путем сравнивания с постоянным током, отличающийся тем, что с целью увеличения быстродействия и точности измерения, ферритовый элемент выводят из режима ферромагнитного резонанса помещая его в магнитное поле измеряемого постоянным током, возвращают его в режим феррорезонанса, изменяя постоянный ток, и по величине постоянного тока судят о мгновенном значении измеряемого параметра.

8.8. Вблизи точек Кюри и Нееля у магнетиков наблюдается сильные аномалии в изменении различных свойств при изменении температуры. Для ферромагнитиков это - эффекты Гопкинса (возрастание магнитной восприимчивости вблизи точки Кюри и Баркгаузена) ступенчатый ход кривой намагниченности образца вблизи температуры Кюри при изменении температуры, упругих напряжений или внешнего магнитного поля.

А.с. 425 142: Способ измерения максимальной дифференциальной магнитной проницаемости в ферромагнитных материалах, основанный на подсчете числа скачков Баркгаузена на восходящей ветви петли гистеризиса, отличающийся тем, что с целью повышения точности и упрощения процесса измерения, уменьшают напряженность магнитного поля до величины, при которой чило скачков Баркгаузена на нисходящей ветви петли гистеризиса станет равным половине общего числа скачков, при этом значении уменьшают напряженность магнитного поля на заданную величину и измеряют приращение индукции, по величине которой определяют максимальную дифференциальную магнитную проницаемость.

Кроме того, вблизи точки Кюри наблюдается ферромагнитная аномалия теплоемкости. Это дает возможность определять температуру Кюри и отсутствии магнитного поля.

Близкие эффекты наблюдаются и в антиферомагнитиках.

Л И Т Е Р А Т У Р А

Г.С.Кринчик, Физика магнитных явлений. М., изд-во МГУ 1976. К 8.1. "Наука и жизнь", N'4 стр.44

Физический энцеклопедический словарь, т.5, стр.83, 305-309.

А.с.515021, 239633, 449292, 426183, 504103,466574,

Патент США 3797224. К 8.3. А.с.541530, 541561.

9.КОНТАКТНЫЕ,ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭМИССИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ.

9.1.При контакте двух разных металлов один из них заряжается положительно, другой - отрицательно и между ними возникает разность потенциалов, называемая к о н т а к т н о й. Она не очень мала - от десятых долей вольта до нескольких вольт и зависит только от химического состава и температуры контактирующих тел "(Закон Вольта)"

А.С.N 508550: Способ контроля качества спекания агломерационной шихты путем изменения электрических характеристик спекаемого материала,отличающийся тем,что с целью повышения быстродействия непрерывности контроля качества ,исключения влияния влажности исходной шихты, измеряют абсолютное значение электрического напряжения (ЭДС) между корпусом спекаемого агрегата и спеченным материалом и сравнивают эту величину с абсолютной величиной электрического напряжения (ЭДС),полученной при спекании материала с эталонными характеристиками.

А.С.N 255620 Способ определения усталостной прочности металла заключающийся в том,что образец из иследуемого металла нагружает его до разрушения и по числу циклов нагружения до разрушения судят об усталостной прочности металла,отличающ с целью определения накопления усталостных повреждений в металле также в процессе его нагружения ;измеряют величину работы выхода электрона с его поверхности например, методом контактной разности потенциалов, по которой судят о накоплении усталостных повреждений в металле.

Контактная разность потенциалов возникает не только между двумя металлами, но и между двумя полупроводниками полупроводником и металлом,двумя диэлектриками и т.д., причем соприкасающие тела могут не только твердыми , но и жидкими.

9.1.1 В основе т р и б о э л е к т р и ч е с т в а

(электризации тел при трении) также лежат контактные явления.Причем знаки зарядов , возникающих при трении двух тел , определяются их составом,плотностью,диэлектрической проницаемостью,состоянием поверхности и т.д. Трибоэлектричество возникает при просеивании порошков, разбрызгивании жидкостей,трении газов о поверхности тел и в других подобных случаях.

А.С.N 224151 Способ испытания органических жидкостей на электролизацию например нефтепродуктов, путем создания в них трением электростатического потенциала,отличающийся тем,что с целью одновременного определения скорости образования и скорости утечки возникающих зарядов,образование зарядов происходит путем вращения твердого тела,помещенного в иследуемую жидкость.

Другой интересный пример - электростатический коатулятор. Он педназначен для очистки воздуха в штреках. Вентилятор гонит по трубе запыленный воздух . Труба разделяется на два рукова один из фторопласта, другой- из оргстекла. Пылинки антрацита трущиеся о стенки , заряжаются поразному: на фторопласте положительно,на оргстекле отрицательно.Потом рукова сходятся в общую камеру,где размноженные частицы антрацита притягива, сливаются и па.

9.1.2. При контакте металла с проводником наблюдается

в е н т и л ь н ы й эффект. Контктный слой на границе металла и полупроводника обладает односторонней проводимостью, что используется,например, для выпрямления переменного тока в точечных диодах. При кополу проводников разных типов проводимости образуется р-п п е р е х о д, также обладающий вентильными свойствами. Это явление используется во многих типах полупроводниковых приборов.

9.2. В металлах полупроводниках процессы переноса зарядов (электрический ток) и энергии взаимосвязаны,так как осуществляются посредством перемещения подвижных носителей тока электронов проводимости и дырок. Эта взаимосвязь обуславливает ряд явлений (Зеебека,Пельтье, и Томсона),которые называют т е р м о э л е к т р и ч е с к и м и явлениями.

9.2.1. Эффект Зеебека состоит в том,что в замкнутой электрической цепи из разнородных металлов возникает т е р м о э.д.с. если места контактов поддерживаются при разных температурах. Эта ЭДС зависит только от температуры и от природы материалов, составляющих термоэлемент. Термо э.д.с. для пар металлов может достигать 50 мкВ/градус; в случае полупроводниковых материалов величина термо э д с выше (10 во 2-ой + 10 в 3-ей мкВ/градус).

А.С. N 263969: Электротермический способ дефектоскопии заключающийся в том,что контролируемую зону нагревают пропуская через нее в течение определенного времени постоянный по величине электрический ток,измеряютпри помощи термопары-датчика температуры ее нагрева и судят о наличии дефекта по отклонению этой температуры от температуры нагрева бездефектной зоны сварного соединения, отличающийся тем , что с целью контроля зоны сварного соединения двух разных металлов, например, контактных узлов радиодеталей, в качестве термопары-датчика используют термопару, образованную соединенными металлами.

Для проверки качества сварного шва снимают распределение термоэлектрического потенциала поперек шва . Пики и впадинылс ш0,0щ на кривых распределения говорят о неоднородности шва, а их величина - о степени неоднородности. Быстро и наглядно.

Если в разрыв одной из ветвей термоэлемента включить последовательно любое число проводников любого состава,все спаи (контакты) которых поддерживаются при одной и тойже температуре, то термо э.д.с. в такой системе будет равна термоэдс исходного элемента.

А.С. N 531042: Термопара, содержащая защитный чехол,термоэлектроды с электрической изоляцией, рабочие концы которых снабжены снабжены токопроводящей перемычкой ,образующей измерительный спай,отличающийсятем,что с целью увеличения срока службы термопары в условиях повышенной вибрации и больших скоростей нагрева, измерительный спай термопары выполнен в виде слоя порошкообразного металла ,расположенного на дне защитного чехла.

При измерении физического состояния веществ , участвующих в контакте изменяется и величина термо э.д.с.

А.С.N 423024:Способ распознавания систем с ограниченной и неограниченной взаимной растворимостью компонентов по температурной зависимости термо э.д.с.,отличающейся тем,что с целью повышения надежности распознавания измеряют термо э.д.с. контакта двух исследуемых образцов

Между металлом , сжатым всесторонем давлением, и темже металлом, находящемся при нрмальном давлении тоже возникает термо э.д.с.

Например , для железа при температуре 100 градусов С и давлении 12 кбар,термоэдс равна 12,8 мкВ .При насыщении металла или сплава в магнитном поле относитель тогоже вещества без магнитного поля возникает термоэдс порядка 09мкВ/градус

9.2.2 Эффект П е л ь т ь е обратен эффекту Зеебека.

При прохожд тока через спай различных металлов кроме джоудева тепла доплнительно выделяется или поглощается, в зависимости от направления тока,некоторое колличество тепловых (спай сурьма-висьмут при 20градусах С -10,7мкал/Кулон).При этом колличество теплоты пропорционально первой степени тока.

Патент США N 3757151: Для увеличения отношение сигнал шум ФЭУ предлогается способ охлаждения фотокатодов термоэлектрическими элементами,расположенными внутри вакуумной оболочки ФЭУ.

Заявка ФРГ N 1297902: Холодильник устройства для отбора газа, в котором отвод конденсата составляет одно целое с холодильником. На внутренней стороне полого конуса закреплены холодные спаи элементов Пельтье и от него ответвляется трубопровод для отбора измерительнонго газа. Холодильник,отличается тем,что в качестве генератора тока,потребляемыми элементами Пельтье,предусмотрена батарея термоэлементов,горячие спаи которых находятся в канале дымовых газов,а холодные спаи - во внешнем пространстве.

9.2.3. Явлением Томсона называют выделение или поглощение теплоты,избыточнойнад джоулевой,при прохождении тока по неравномерно нагретому однородному проводнику или полупроводнику.

9.3. При контакте тел с вакуумом или газами наблюдается электронная эмиссия - выпускание электронов телами под влиянием внешних воздействий: нагревания (теплоэлектронная эмиссия) потока фотонов (фотоэмиссия),потока электронов (вторичная эмиссия),потока ионов,сильного электрического поля (автоэлектронная или холодная эмиссия),механических или других "портящих структуру" воздействий (акзоэлектронная эмиссия)

Во всех видах эмиссий , кроме автоэлектронной, роль внешних воздействий сводится к увеличению энергетии части электронов или отдельных электронов тела до значения,позволяющего им преодолеть потенциальный порог на границе тела с последующим выходом и вакуум или другую среду.

А.С.N 226040:Способ контроля глубины нарушенного поверхностного слоя полупроводниковых пластин, отличающихся тем,что с целью обеспечения возможности автоматизации и упрощения поцесса контроля,пластину нагревают до температуры ,соответствующей максимуму э к з о э л е к т р о н н о й э м и с с и , которую контролируют одним из известных способов , а по положению пика эмиссии определяют глубину нарушенного слоя.

А.С.N 513460: Э л е к т р о н н а я т у р б и н а,

содержащая помещенные в вкуумный баллон катод и анод и размещенный между ними ротор с лопастями, отличающийся тем, что с целью увеличения крутящегося моментана валу турбины ее ротор вполнен ввиде набора соосных цилиндров с лпастями, между цилиндрами роторов установлены неподвижные направляющие лопатки имеют покрытие, обеспечивающее вторичную электронную эмиссию, например, сурьмяно-цезиевое.

9.3.1. В случае автоэлектронной эмиссии внешнее электрическое поле превращают потенциалный порог на границе тела в барьер конечной ширины и уменьшает его высоту относительно высоты первоначального порога,вследствии чего становиться возможным квантовомеханическое тунелирование электронов сквозь барьер. При этом эмиссия происходит без затраты энергии электрическим полем.

А.С. N 488268: Способ измерения обьемной концентрации углеводородов в вакуумных системах путем термического разложения углеводородов на нагретом острийном автокатоде и регистрации времени накопления пиролетического углерода до одной из эталонных концентраций,отличающихся тем,что с целью повышения точности измерения время накопления углерода регистрируют по изменению значения автоэлектронного тока.

9.3.2. Наличие на поверхности металла тонких диэлектрических пленок в сильныь полях не мешает походу электронов через потенциальный барьер.Это явление называется э фф е к т о м М о л ь т е р а .

А.С. N.119712: Электронно-лучевая запоминающая трубка с экранными сетками, отличающаяся тем,что с целью хранения записи неограничено долгое время одна из экранных сеток,служащая потенциалоносителем, изготовлена из металлов , излучающих вторично-электронную эмиссию,покрытых пленкой диаэлектрика и обладающих эффектом.

9.3.3. Туннелирование электронов по потенциальным барьерам широко используется в специальных полупроводниковых приборах туннельных диодах. На высоту тунельного барьера можно влиять не только электрическим полем, но и другими воздействиями

Патент Франции N 2189746: Устройство пзволяющее обнаруживать магнитные домены с внутренним диаметром не более 1 мк, основано на определении изменения уровня Ферми иследуемого электрода по изменению высоты туннельного барьера и по его воздействию на величину сопротивления,туннельного пере. Устройство применимо в магнитных долговременных и оперативных запоминающих устройствах.

А.С.N 286274: Устройство для измерения контактного давления ленты на магнитную головку,содержащее упругие элементы и датчики, отличающиеся тем,что с целью осуществления одновременно интегрального и дискретного измерения указанного давления , устройство измерения выполнено в виде полуцилиндра, состоящего из упругих элементов, образующих на корпусе магнитной головки, при этом другой край полуцилиндра выполнен свободным , а под каждой полосой гребенки установлен датчик,например, с туннельным эффектом.

Г.Е.Зильберман. Электричество и магнетизм.М.,"НАУКА",1970

К.9.1 "Юный техник",N.3 стр.17,1976, А.С.484896,461343

К 9.2. А.С.464183 патент ФРГ 1295100

К 9.3. Таблица физических величин. М.,"Атомиздат",

1976,стр.444

10. ГАЛЬВАНО И ТЕРМОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.

10.1. Гальваномагнитные явления - это совокупность явлений, возникающих под действием магнитного поля в проводимых проводимых, по которым протекает электрический ток. При этом:

10.1.1. В направлении перпендикулярном направлениям магнитного поля и направлению тока, возникает электрическое поле (эффект Эолла).

Коэффицент Холла может быть положительным и отрицательным и даже менять знак с изменением температуры. Для большинства металлов наблюдается почти полная независимость коэффициента Холла от температуры. Резко аномальным эффектом Холла обладает висмут, мышьяк и сурьма. В ферромагнетиках наблюдается особый, ферромагнитный эффект Холла. Коэффициент Холла достигает максимума в точкке Кюри, а затем снижается.

А.с. 272 426: Способ измерения магнитной индукции в образце из магнитотвердого материала путем помещения испытуемого образца во внешнее магнитное поле, отличающийся тем, что с целью повышения точности и сокращении времени измерения через поперечное сечение образца пропускают электрический ток и измеряют Э.Д.С. Холла на его основных гранях, по которой судят об искомой величине.

А.с. 2 836 399: Устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин, содержащее датчик, преобразующий давление и электрический сигнал, датчик положения поршня, усилитель, электронный вычислительный блок и указатель, отличающийся тем, что сцелью упрощения конструкции, в качестве датчика положения поршня и множительного элемента вычислительного блока, использован датчик Холла, магнитная система которого жестко связана с коленчатым валом двигателя, а активный элемент соединен через усилитель с выходом датчика давления, при этом выход датчика Холла через интегратор подключенк указателю.

10.1.2. В направлении перпендикулярном к направлению магнитногополя и направлению тока возникает температурный градиент (разность температур) эффект Эттингсгаузена.

А.с. 182 778: Низкотемпературное устройство на основе эффектов Пельтье и Эттингкгаузена, отличающийся тем, что с целью одновременного использования термоэлектрической батареи как генератора холода и как источника магнитного поля для охладителя Эттингсгаузена, термобатарея выполнена ввиде цилиндрического соленоида.

10.1.3. Изменяется сопротивление проводника, что эквивалентно возникновению добавочной разности потенциалов вдоль направления электрического тока. Для обычных металлов это изменение мало - порядка 0,1% в поле 20 кв, однако для висмута и полупроводников величина изменения может достигать 200% (в полях 80 кв.).

А.с. 163 508: Универсальный гальваномагнитный датчик, содержащий плоские токовые и холловские электроды точечность контакта которых обеспечивает перемычки в теле датчика, отличающийся тем, что с целью уменьшения эффекта закорачивания холловского напряжения токовыми электродами использования одного и того же единого гальваномагнитного датчика как датчика э.д.с. Холла или как датчика магнитосопротивления, или как гиратора, токовые электроды расположены вдоль эквипотенциальных линий поля Холла или под острым углом к ним, например по ребрам плоского датчика, а для перехода из одного используемого эффекта к другому применено коммутирующее устройство и регулируемый источник питания.

10.1.4. Термомагнитные явления - совокупность явлений, возникающих под действием магнитного поля в проводниках, внутри которых имеется тепловой поток.

при поперечном замагничивании проводника возникает следующие термомагнитные явления:

10.2.1. В направлении перпендикулярном градиенту температур и направлению магнитного поля возникает градиент температур (эффект Риге-Ледюка).

10.2.3. При продольном намагничивании образца изменяется сопротивление, термо - э.д.с., теплопроводность (появляется тепловой поток).

А.с. 187 859: Устройство для измерения э.д.с. поперечного эффекта Кернота-Эттингсгаузена в полупроводниковых материалах, содержащее нагреватель, холодильник и термопары-зонды, отличающиеся тем, что с целью исключения неизотермической части э.д. с. Нернота-Эттингсгаузена, уменьшения тепловых потерь и исключения цикуляционных токов на контакте полупроводникизмерительные зонды, термопары-зонды подведены к поверхности исследуемого образца через массивные металлические блоки холодильника инагревателя, находяшиеся в хорошем тепловом контакте с образцом, электрически изолированные от последнего.

В этом авторском свидетельстве физический эффект не применен для решения задач. Оно просто демонстрирует, что использование эффектов требует как их знания, так и решения сложных электрических задач.

10.2.4. Электронный фототермомагнитный эффект - появление э.д.с. в однородном проводнике (полупроводнике или металле), помещенном в магнитном поле, обусловленное поглощением электромагнитного получения свободными носителями заряда. Магнитное поле должно быть перпендикулярно потоку излучения. Этот эффект применяется в высокочувствительных 10 в минус тринадцатой степени вт, сек1/2 приемниках длинноволнового инфракрасного излучения. Постоянная времени эффекта - 10 в минус седьмой степени сек.

Л И Т Е Р А Т У Р А

к 10.1 "Радио", N'9, 1964, стр.53, А.с.249473, 255996; к 10.2 А.с.476463.

11.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В ГАЗАХ.

11.1 В обычных услх любой газ,буть то воздух или пары серебра, является изолятором. Для того,чтобы под действием электрического полявозник ток, требуется каким-то способом ионизовать молекулы газа. Внешние проявления и характеристики разрядов в газе чрезвычайно разнообразны,что объясняется широким диапазоном параметров и элементарных процессов,определяющих прохождения тока через газ.Кпервым относятся состав и давление газа, геометрическая конфигурация разрядного пространства, частота внешнего электрического поля,сила тока и т.п.,ко вторым - ионизация и возбуждение атомов и молекул газа,рекомендация удары второго рода,упругое рассеяние носителей заряда,различные виды эмиссии электронов. Такое многообразие управляемых факторов создает предпосылки для весьма широкого пименения газовых разрядов.

11.1.1.П о т е н ц и а л о м и о н и з а ц и и называется энергия, необходимая для отрыва электрона от атома или иона. Для нейтронных невозбужденных атомов величина этой энергии изменяется от 4 ( ) до 24 (Не) электрон-вольт. В случае молекул и радикалов энергия разрывов связей лежит в пределах 0,06+ 11,1 э.в.( )

11.1.2. Ф о т о и о н и з а ц и я а т о м о в. Атомы могут понизироваться при поглащении квантов света, энергия которых равна потенциалу ионизации атома или превосходит ее.

11.1.3. П о в е р х н о с т н а я и о н и з а ц и я . Адсорбированный атом может покинуть нагретую поверхность как в атомном так и в ионизованном состоянии. Для ионизации необходимо, чтобы работа выхода поверхности была больше энергии ионизации уровня валентного электрона адсорбированного атома (щелочные металлы на вольфраме и платине)

11.1.4.Процессы ионизации используются не только для возбуждения различных видов газовых разрядов,но и для интенсификации различных химических реакций и для управления потоками газов с помощью электрических магнитных полей (см.6.1.1 и 6.7. 2.).

А.С.N 187894. Способ электродуговой сварки с непрерывной и импульсной моделей энергии,отличающийся тем,что с целью повышения точности выполнения сварного шва и облегчения зажигания дуги,ионизирующиедуговой промежуток.

А.С. N 444818: Способ нагрева стали в окислительной атмосфере, отличающийся тем,что с целью снижения обезуглеродивания, в процессе нагрева осуществляют ионизированные атмосферы.

А.С. 282684: Способ измерения малых потоков газа, выпускаемых в вакуумный объем,отличающийся тем,что с целью повышения точности измерения,газ перед запуском ионизируют и формируют в однородный полный пучек, а затем вводят ионный пучок в вакуумный объем,где его нейтрализуют на металлической мишени, и по току ионного пучка судят о величине газового потока.

11.2. Обычно газовй разряд поисходит между проводящими электродами создающими граничную конфигурацию электрического поля и играющими значительную роль в качестве источников и стоков заряженных частиц. Однако наличие электродов необязательно (высокочастотный тороидальный заряд).

11.3. При достаточно больших давлениях и длинах разрядного промежутка основную роль в возникновении и протекании разряда играет газовая среда. Поддержание разрядного тока определяется поддерживанием равновесной ионизации газа, происходящий при малых токах за счет гауноендовских процессов каскадной ионизации, а при больших токах за счет термической ионизации.

При уменьшении давления газа и длины разрядного промежутка все большую роль играют процессы на электродах; при P 0,02+0,4 мм.рт.ст/см процессы на электродах становятся определяющими.

11.4. При малых разрядных токах между холодными электродами и достаточно однородном поле основным типом разряда является тлеющий разряд, характеризующийся значительным (50 - 400 В) катодным падением потенциала. Катод в этом типе разряда испускает электроны под действием заряженных частиц и световых квантов, а тепловые явления не играют роли в поддерживани разряда.

Патент США 3 533 434: В устройстве, предназначенном для считывания информации с перфорированного носителя, используются лампы тлеющего разряда, имеющие невысокую стоимость, и, кроме того, обладающие высокой надежностью. Освещение ламп через перфорации носителя информации источником пульсирующего света вызывает зажигание некоторых из них, продолжающиеся и после исчезновения светового импульса. Таким образом лампы тлеющего разряда обеспечивают хранение информации и не требуют дополнительного запоминающего устройства.

11.5. Примесь молекулярных газов в разрядном промежутке при короноом разряде приведет к образованию страт, т.е. расположенных поперек градиента электрического поля темных и светлых полос.

11.6. Тлеющий разряд в сильно неоднородном электрическом поле и значительном ( P 100 мм.рт.ст.) давлении называют коронным. Ток короного разряда имеет характер импульсов, вызываемых электронными лавинами. Частота появления импульсов 10-100 кГц.

11.7. Дуговой разряд наблюдается при силе тока не менее нескольких ампер. Для этого типа разряда характерно малое (до 10 В) катодное падение потенциала и высокая плотность тока. Для дугового разряда существенна высокая электронная эмиссия катода и термическая ионизация в плазменном столбе. Спектр дуги обычно содержит линии материала катода.

А.с. 226 729: Способ выпрямления переменного тока с помощью газоразрядного промежутка с полым катодом при низком давлении газа, соответствующим области левой ветви кривой Пашена, отличающийся тем, что с уелью повышения выпрямленного тока и уменьшения падения напряжения в течении проводящей части периода, при положительном потенциале на аноде систему "анод-полый катод" переводить в режим дугового разряда.

11.8. Искровой разряд начинается с образования стример саморапространяющихся электронных лавин, образующих проводящий канал между электродами. Вторая стадия искрового разряда главный разряд - происходит вдоль канала, образованного стримером, а по свим характеристикам близка к дуговому разряду, ограниченному во времени емкостью электродов и недостаточностью питания. При давлении 1 атм., материал и состояние электродов не оказывает влияния на пробивное напряжение в этом виде разряда.

Расстояние между сферическими электродами, соответствующее возникноаению искрового пробоя весьма часто служит для измерения высокого напряжения.

А.с. 272 663: Способ определения размера макрочастиц с подачей их на заряженную поверхность, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения, определяют интенсивность световой вспышки, сопровождающей электрический пробой между заряженной поверхностью и приближающейся к ней частицей и по интенсивности судят о размере частицы.

11.9. Факельный разряд - особый вид высокочастотного одноэлектродного разряда. При давлениях, близких к атмосферному или выше его, факельный разряд имеет форму пламени свечи. Этот вид разряда может существовать при частотах 10 МГц, при достаточной мощности источника.

11.10. При изучении заряженного острия наблюдается интересный эффект - так называемое стекание зарядов с острия. В действительности никакого стекания нет. Механизм этого явления следующий: имеющиеся в воздухе в небольшом количестве свободные заряды в близи острия разгоняются и, ударяясь об атомы газа, ионизируют их. Создается область пространственного заряда, откуда ионы того де знака, что и острие, выталкиваются полем, увлекая за собой атомы газа. Поток атомов и ионов создает впечатление стекания зарядов. При этом острие разряжается, и одновременно получает импульс, направленный против острия.

Несколько примеров на применение коронного разряда:

А.с. 485 282: Устройство для кондиционирования воздуха, содержащее корпус с поддоном и патрубками для подвода и отвода воздуха и размещенный в корпусе воздуховоздушный теплообменник с каналами орошаемыми со стороны одного из потоков, отличающийся тем, что с целью повышения степени охлаждения воздуха путем интенсификации испарения коронирующие воды, по оси орошаемых каналов теплообменника установлены электроды, прикрепленные к имеющему заземление корпусу с помощью изоляторов и подключенные к отрицательному полюсу источника напряжения.

Заявка СССР 744429/25: Авторы предлагали измерять диаметр проволоки тоньше пятидесяти микрон с помощью коронного разряда. Как известно, коронный разряд ввиде светящегося кольца возникает вокруг проводника, если к проводнику приложить высокое напряжение. При определении сечения проводника коронный разряд будет иметь вполне определенные характеристики. Стоить изменить сечение, тотчас изменяется и характеристика коронного разряда.

Л И Т Е Р А Т У Р А

Таблицы физических величин. М.,"Атомиздат", 1976, стр.427-439.

к 11.1 А.с.179599. к 11.4 А.с.234527.

12. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ.

Эффекты, связанные с относительным движением двух фаз под действием электрического поля, а также возникновение разности потенциалов при относительном смещении двух фаз, на границе между которыми существует двойной электрический слой, называется электрокинетическими явлениями.

12.1. Электроосмос (электроэндоосмос) - движение жидкостей или газов через капилляры, твердые пористые диафрагмы и мембраны, а также через слои очень мелких частиц под действием внешнего электрического поля (см.3.6.1.).

Электроосмос применяется при очистке коллоидных растворов от примесей, для очистки глицерина, сахарных сиропов, желатина, воды, при дублении кож, а также при окраске некоторых материалов.

12.2. Эффект обратный электроосмосу - возникновение разности потенциалов между концами капилляра, а также между противоположными поверхностными диафрагмами мембраны для другой пористой среды при прода влении через них жидкости (потенциал течения).

12.3. Электрофорез (катофорез) - движение под действием внешнего электрического поля твердых частиц, пузырьков газа, капель жидкости, а также коллоидных частиц, находящихся во взвешенном состоянии в жидкой или газообразной среде.

Электрофорез применяют при определении взвешенных в жидкости мелких частиц, не поддающихся фильтрованию или сжиманию, для обезвоживания торфа, очистки глины или каолина, обезвоживания красок, осаждение каучука из латекса, разделения маслянных эмульсий, осаждения дымов и туманов.

А.с. 308 986: Способ снижения пористотости керамических изделий путем насыщения их дисперсионным материалом, отличающийся тем, что сцелью повышения электрической прочности, насыщения проводят за счет электрофоретического осаждения твердых частиц на суспенции с наводной дисперсионной средой.

12.4. Эффект обратный электрофорезу - возникновение разности потенциалов и жидкости в результате движения частиц, вызванного силами не электрического характера, например, при оседании частиц в поле тяжести, при движении в ультразвуковом или центробежном поле (седментационный потенциал или потенциал оседания).

12.5. Электрокапиллярные явления - явления связанные с зависимостью величины поверхностного натяжения на границе раздела электрод-раствор от потенциала электрода (см.3.3.6.).

Л И Т Е Р А Т У Р А

Краткая химическая энциклопедия. М.,1967, т.5, стр.934-936.

13. СВЕТ И ВЕЩЕСТВО.

13.1. Свет. Видимое. УФ и ИК-излучение. Свет это совокупность электромагнитных волн различной длины. Диапазон длин волн видимого света - от 0,4 до 0,75 мкм. К нему примыкают области невидимого света - ультрафиолетовая (от 0,4 до 0,1 мкм) и инфракрасная (от 0,75 до 750 мкм).

Видимый свет доносит до нас большую часть информации из внешнего мира. Помимо зрительного восприятия, свет можно обнаружить по его тепловому эффекту, по его электрическому действию или по вызываемой им химической реакции. Восприятие света сетчаткой глаза является одним из примеров его фотохимического действия. В зрительном восприяти определенной длине волны света сопутствует определенный цвет. Так излучение с длиной волны 0,48-0,5 мкм будет голубым; 0,56-0,59 - желтым; 0,62-0,75 красным. Естественный белый свет, есть совокупность волн различной длины, распространяющихся одновременно. Его можно разложить на составляющие и выцедить их с помощью спектральных приборов (призм, дифракционных решеток, светофильтров).

Как и всякая волна, свет несет с собой энергию, которая зависит от длины волны (или частоты) излучения.

Ультрафиолетовое излучение, как более коротковолновое, характеризуется большей энергией и более сильным взаимодействием с веществом, чем обьясняется широкое его использование в изобретательской практике. Например, излучение ультрафиолетом может инициировать или усиливать многие химические реакции.

А.с. 489 602: Способ соединения металлов путем заполнения зазора между соединяемыми деталями металлом, полученным разложением его химического соединения, отличающийся тем, что с целью устранения термического воздействия на соединяемые детали, разложение химических соединений осуществляет облучением ультрафиолетовым светом.

Существенно влияние ультрафиолета на биологические обьекты, например, его бактерецидное действие.

Следует помнить, что ультрафиолетовое излучение очень сильно поглощается большинством веществ, что не позволяет применить при работе с ним обычную стеклянную оптику. До 0,18 мкм исползуют кварц, фтористый литий, до 0,12 мкм - флюорит; для еще более коротких волн приходится применять отражательную оптику.

Еще более широко в технике используют длинноволновую часть спектра - инфракрасное излучение. Отметить здесь приборы ночного видения, ИК-спектроскопию, тепловую обработку материалов, лазерную технику, измерение на расстоянии температуры предметов.

А.с. 269 400: Способ противопожарного контроля волокнистого материала, например, хлопка-сырца, подаваемого по трубопроводу к месту его хранения, отличающийся тем, что с целью повышения надежности хранения, контроль осуществляется посредством расположенных по периметру трубопровода датчиков, реагирующих на инфракрасное излучение.

А.с. 271 550: Способ ремонта асфальтобетонных дорожных покрытий на основе применения инфракрасного излучения, отличающийся тем, что с целью обеспечения ремонта в зимнее время вначале создают тепловую защиту непосредственно в месте произвдства работ путем создания зон положительных температур посредством источников инфракрасного ихлучения, затем разогревают применяемые в качестве исходного материала асфальтобетонные брикеты одновременно с ремонтируемым участком дорожного покрытия до пластического состояния при помощи инфракрасных лучей.

Интересное свойство ИК-лучей обнаружил недавно польские ученые: прямое облучение стальных изделий светом инфракрасных ламп сдерживает процессы коррозии не только в условиях обычного хранения, но и при повышении влажности и содержания сернистых газов.

Сильным изобретательским приемом является переход от одного диапазона излучения к другому.

А.с. 232 391: Способ определения экспозиции засветки фоторезисторов на основе диасоединений и азидов в процессе фотолитографии, отличающийся тем, что с целью улучшения воспроизводимости и увеличения выхода годных приборов, полупроводниковый эпитаксиальный материал с нанесеным на него фоторезистом облучают ультрафиолетовым или видимым светом, причем экспозицию определяют по времени исчезновения полосы поглощения пленки фоторезиста в области 2000-2500 см. в минус первой степени . Здесь облучают коротковолновым светом, а изменение свойств регистрируют по поглощению в инфракрасной области - 2000 см. в минус первой степени соответствуют длине волны 3,07 мкм.

13.1.1. Световое излучение может передавать свою энергию телу не только нагревая его или возбуждая его атомы, но и ввиде механического давления. Световое давление проявляется в том, что на освещаемую поверхность тела в направлении распространения света действует распределенная сила, пропорциональная плотности световой энергии и зависящая от оптических свойств поверхности. Световое давление на полностью отражающую зеркальную поверхность вдвое больше, чем на полностью поглощающую при прочих равных условиях.

Обьяснить это явление можно как с волновой, так и с корпускулярной точек зрения на природу света. В первом случае это результат взаимодействия электрического тока, наведенного в теле электрическим полем световой волны, с ее магнитным полем по закону Ампера. Во втором - результат передачи импульса фотонов поглощающей или отражающей стенке.

Величина светового давления мала. Так, яркий солнечный свет давит на 1 кв.м. черной поверхности с силой всего лишь 0, 4 мГ. Однако простота управления световым потоком, "оксеонтактность" воздействия и "избирательность" светового давления в отношении тел с различными поглощающими и отражающими свойствами позволяют с успехом использовать это явление в изобретательстве (например, фотонная ракета).

Согласно патенту США 3 590 932: световое давление используется в микроскопах для уравновешивания малых изменений массы или силы. Измерительное фотоэлектрическое устройство определяет, какая величина светового потока, а следовательно исветового давления, потребовалась для компенсации изменения массы образца и восстановления равновесия системы.

А.с. 174 432: Способ перекачки газов или паров из сосуда в сосуд путем создания перепада давления на разделяющей оба сосуда перегородке, имеющей отверстие, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности откачки, на отверстие в перегородке фокусируют световой пучек, излучаемый, напрмер, лазером.

2. Способ по п.1 отличающийся тем, что с целью осуществления избирательной отакачки газов или паров и, в частности, с целью разделения изотопных смесей газов или паров, ширину спектра излучения избирают меньше частотного разноса центров линий поглощения соседних с них компонентов, при этом частоту излучателя настраивают на центр линии поглощения откачиваимого компонента.

13.2. Отражение и преломление света.

При падении параллельного пучка света на гладкую поверхность раздела двух прозрачных изотропных сред часть света отражается обратно, а другая часть проходит во вторую среду, при этом направление пучка света меняется; происходит преломление света.

Угол отражения равен углу падения, а угол преломления связан с углом падения соотношением: где п1 и п2 - показатели преломления сред, и - углы падения и преломления.

Показатели преломления обычных газов (при нормальных условиях) близки к 1, для стекл эта величина порядка от 1,4 до 1,7.

Эффекты отражения и преломления лежат в основе работы всех оптических систем, которые позволяют передавать световую энергию и изображения, фокусировать свет в мощные пучки, разлагать его в спектр (см. Дисперсия).

США патент 3 562 530: Способ получения и нагревания незагрязненных пламоидов заключается в том, что мишень располагается в первой сопряженной фональной точке закрытой камеры, которая представляет собой зеркально отражающую систему, во второй фональной точке, сопряженой спервой, генерируют короткий импульс электромагнитной энергии. Эта энергия фокусируется на мишень, которая нагревается до очень высокой температуры.

Отраженный свет может нести значительную информацию о форме предмета (а также о структуре его поверхности) как в случае зеркального, так и диффузного отражения.

А.с. 521 086: Способ определения пайки выводов радиодетале, напрмер, резисторов, при котором производят погружение вывода в каплю расплавленного припоя и регистрируют интервал времени между соприкосновением вывода с каплей и замыканием капли над ним, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения времени пайки, на поверхность капли припоя направляют луч света в форме узкой полосы и фиксируют интервал времени между началом отклонения отраженного от поверхности капли луча до его возвращения в исходное положение, используя фотоэлемент, соединенный со счетчиком времени.

А.с. : Способ определения частоты обработки поверхности, заключающийся в том, что напрвляют световой поток на контролируемую поверхность и регистрируют световой поток, отраженный от нее, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения, поворачивают контролируемую поверхность вокруг оси, перпендикулярной плоскости падения светового потока, регистрируют угол наклона, при котором отраженный от него световой поток будет составлять заданую часть, например, половину от максимального, и по алгебраической разности определяют чистоту обработки поверхности.

Процессы отражения и преломления связаны с внутренней структурой вещества; измерение показателя преломления - один из важнейших методов структурных исследований (3).

А.с. 280 956: Способ исследования тепловых напряжений на прозрачных моделях путем просвечивания образца монохроматическим светом, отличающийся тем ,что с целью определения полного теплового напряжения, вызываемого неоднородным нагревом, предварительно определяют градиент температур в исследуемом образце, измеряют соответствующий ему угол отклонения светового луча в данной точке, и по полученным данным судят о величине теплового напряжения.

А.с. 541 484: Способ регулировки температуры размягчения донного продукта отпарного аппарата в зависимости от изменения режимного параметра в зоне питания аппарата, отличающийся тем, что с целью повышения качества регулировки, режимный параметр корректируют в зависимости от коэффициента преломления дистиллярного продукта, выводимого из аппарата.

В общем случае, лучи отраженный и преломленный - это лучи поляризованного света (см.Поляризация). Степень поляризации зависит от угла падения. При определенном значении этого угла (угол Брюстера) отраженный свет полностью линейно поляризован перпендикулярно плоскости падения. При падении же под углом Брюстера света, уже поляризованного в плоскости падения, отражения вобще не происходит, не смотря на скачок показателя преломления (см.Анизотропия и свет).

А.с. 501 377: Акустооптический дефлектор, содержащий акустооптический эффект и пьезопреобразователь, отличающийся тем, что с целью увеличения его разрешающей способности с одновременным уменьшением потерь света на отражение, входная поверхность акустооптического элемента выполнена по отношению к поверхности, на которой расположен пьезопреобразователь, под углом, равным сумме угла Брюстера и угла дефракции Брегга для данного материала, а выходная поверхность - под углом, равнымразности между углом Брюстера и углом дифракции Брегга.

13.2.1. При определенных условиях может наблюдаться полное внутреннее отражение света, при котором вся энергия световой волны, падающей награницу двух двух прозрачных сред со стороны среды, оптически более плотной, полностью отражается в эту среду. В частности это явление используется в призмах биноклей и перископов, но диапазон его применения в изобретательстве гораздо шире (1).

А.с. 287 363: Устройство для измерения температуры, содержащее измерительный элемент, установленный в контролируемой среде, и источник белого света с диафрагмой, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения температуры и увеличения светосилы устройства, измерительный элемент выполнен ввиде двух прозрачных прямоугольных призм, сложенных наклонными гранями, между которыми расположен слой прозрачного вещества с показателем преломления, зависящим от длины волны и температуры, причем источник света расположен относительно измерительного элемента так, что ось светового потока наклонена к плоскости входной грани призмы под предельным углом полного внутренненго отражения.

А.с. 288 464: Устройство для активного контроля распыления жидкости, выполненное из источника света, воздействующего через собирательную линзу через фоторезистор, к которому подключен усилитель, отличающийся тем, что с целью увеличения надежности контроля, на пути света за линзой последователены оптический многогранник полного внутреннего отражения и охватывающая его изогнутая шторка, образующая с одной из граней клинообразное входное пространство.

США патент 3 552 825: Переменный цифровой элемент состоит из прямоугольной призмы, над гипотенузой грани которой располагаются несколько отражающих слоев. Луч света проходит через одну из катетных граней призмы и падает на ее гипотенузную грань под углом, который равен критическому углу или больше его. Обычно луч света будет испытывать полное внутреннее отражение в призме и выходить через другую ее катетную грань. Однако, если отражающий слой, расположенный над гипотенузой грани, имеет с ней оптический контакт, полное внутреннее отражение нарушается и луч проникает в этот отражающий слой. На гипотенузной грани могут располагаться несколько отражающих слоев. Явление полного внутреннего отражения, а также нарушение его, используется для определения колличества отражающих слоев, пройденных лучем света прежде, чем испытать полное внутреннее отражение, пройти обратный путь через отражающие слои, призму и выйти через вторую ее катетную грань. Отражающие слои изготавливаются из стекла, либо представляют собой полости, заполненные жидкостью. Изгиб того или иного слоя и, следовательно, нарушение оптического контакта этого слоя со смежной поврхностью, может быть осуществлен с помощью пьезоэлектрического кристалла.

На основе явления полного внутреннего отражения созданы светводы, которые гораздо эффективнее обычных линзовых систем. Широкие одиночные светопроводы передают излучение; применение волоконной оптики - пучков очень тонких светопроводов - позволяет передавать также изображение в том числе и по непрямым путям,т.к. пучок тонких волокон может быть сильно изогнут без разрушения и потери прозрачности.

А.С. N210677. Устройство для выравнивания косогорных машин или их рабочих органов, содержащее маятниковый датчик наклона и электрогидравлический механизм выравнивания,отличающийсятем,что с целью повышения надежности,оно снабжено гибкими световодами,измеряющими поперечное сечение под воздействием маятника,с одной стороны которых установлен источник света, а с другой - фотоэлементы,включенные в электрическую схему механизма выравнивания.

2.Устройство по 1, отличающееся тем,что ,между источником и гибким световодами установлены промежуточные световоды, например, из стекловолокна.

13.3. Поглощение и рассеяние света. В предыдущем разделе явления рассматривались как педположение что среды оптически однородны и абсрлютно прозрачны для света В действительности дело обстоит иначе. Процесс прохождения света через вещество это процесс поглощения атомами и молекулами энергии электромагнитной волны, которая идет на возбуждение колебания электронов и последующего переизлучения этой энергии в При этом, не вся энергия переизлучается, часть ее переходит в другие виды энергии например тепловую. Это приводит к поглощению света с в зависит от длины волны света и имеет максимумы на частотах,соответющих частотам собственных колебаний электронов в атомах, самих атомов и молекул (см."Поглощение и излучение света").Естественно, поглощение зависит от толщины слоя поглощающего вещества.

США, ПАТЕНТ N.3825755. Толщину полимерной пленки измеряют,сравнивая потоки ИК-излучения: отражающего от поверхности ипрошедшего сквозь пленку , ослабленного за счет поглощения в слое полимера.

Великобритания, заявка N.1332112. Для определения влагосодержания предмета его облучают светом с диной волны , лежащей в области поглощения воды, и измеряют сигнал ослабленного излучения.

А.С. N 266560. Контролируют процесс сушки по ИК-поглощению паров растворителя.

Ослабление светового излучения при прохождении через среду объясняется также и рассеянием света. В случае наличия в среде оптических неоднородностей переизлучение энергии электромагнитной волны происходит не только в направлении проходящей волны(пропускание), но и в стороны. Эта часть излучения , наряду с дифрагированной, преломленной и отраженной на неоднородностях состовляющими, и образует р а с с е я н н ы й свет. Рассеяние обладает дисперсией. В атмосфере ,например, рассеиваются преимущественно голубые лучи; этим объясняется голубой цвет неба, в то время как свет , проходящий через атмосферу, обогащен красными составляющими - красный цвет зорь. При монохроматическом освещении даже в физически сильно неоднородной среде рассеяние не происходит при совпадении коэффициентов преломления компонентов среды. Выбрав компоненты с различными температурными коэффициентами пре, можно создать оптический термометр.

А.С. N.253408. Устройство для измерения температуры,содержащее измерительный элемент,устанавливаемый на иследуемый материал, и источник белого света, отличающийся тем,что с целью расширения интервала измеряемых температур,измерительный элемент выполнен в виде прозрачной кюветы,заполненой смесью,оптически неоднородных веществ,соответствующих заданному интервалу температур,показатели педложения которых зависят от длины волны и температурные коэффициенты показателей преломления отличаются знаком либо вличиной.

(Показатели преломления компонентов смеси совпадают для различных длин волн в зависимости от температуры. этом кювета становится оптически однородной для света с данной длиной волны,который пройдя через кювету,сообщает ей определенный цвет,соответствующей определенной температуре.Другие же составляющие белого цвета рассеиваются на неоднородностях системы и через кювету не походят).

Распределение интенсивности света,рассеянного средой по различным направлениям (и н д е к а т р и с с а рассеяния), может дать значительную информацию о микрофизических параметрах среды. Такого рода измерения находят применение в биологии,коллоидной и анилитической химии,составляя предает нефелометрических иследований,а также в аэрозольной технике.

Согласно а.с. 172094 определяют параметры капель жидкости, измеряя характеристики светового излучения,рассеянного на каплях.

Рассеяние наблюдается в чистых веществах. Оно объясняется возникновением оптической неоднородности, связанный с фуктуациями плотности, наример, тепловыми. Рассеяный свет по некоторым направлениям частично поляризован. (см."Анизотроприя и свет").

13.3.1 Вслучае комбинационного рассеяния света (эффект МандельштамаЛандсберга-Рамана) в спектре рассеянногоизлучения кроме линий, характеризующих падающий свет,имеются дополнительные линии (сателлиты), излучение которых является комбинацией частот падающего излучения и частот собственных тепловых колебаний молекул рассеивающей среды.

Согласно патенту США N 3820897 конт содержания загрязнений в большом объеме воздуха производится на основе анализа характеристического романовского излучения (сателлитов комбинационного рассеяния),возникающего при рассеянии лазерного излучения на атомах и молекулах загрязнений.

13.4. Испускание и поглощение света.

оПламя излучает свет.Стекло поглощает ультрафиолетовые лучи. Обычные фразы,привычные понятия.Однако здесь термины "излучает","поглощает" описывают только внешне,легко наблюдя, физика этих процессов непосредственно связана со строением атомов и молекул вещества.

Атом - квантовая система,его внутренняя энергия - это , в основном , энергия взаимодействия электронов с ядром; эта энергия согласно квантовым законам,может иметь только вполне определенные для када и состояния атомов значения. Таким образом,энергия атома не может меняться непрерывно,а только скачками - порциями,равными разности каких-либо двух разрешенных значений энергии.

Квантовая система (атом,молекула),получая из вне порцию энергии возбуждается, т.е. переходит с одного энергетического уровня вдругой более высокий. В возбужденном состоянии система не может находится сколь угодно долго; в какой-то момент происходит самопроизвольный (спонтанный) обратный переход с выделением той же энергии. Квантовые переходы могут быть излучательные и безизлучательные. Впервом случае энергия поглощается или испускается в виде порции электромагнитного излучения,частота которого строго определена разностью энергий тех уровней, между которыми происходит переход. В случае безызлучательных переходов система получает или отдает энергию при взаимодействиями с другими системами (атомами,молекулами,электронами) Наличие этих двух типов перходов объясняется оптикоакустический эффект Бейнгерова

13.4.1. При облучении газа,находящегося в замкнутом объеме,аомодулированном потоком инфракр.излучения в газе возникают пульсации давления (оптико-аккустический эффект).Его механизм давольно прост; поглощение инфракр.излучения происходит с возбуждением молекул газа, обратный же переход происходит безызлучательно,т.е. энергия возбуждения молекул переходит в их кинетическую энергию,что обуславливает изменение давления.

Колличественные характеристики эффекта весьма чувствительные к составу газовой смеси.Применение оптико-акустического эффекта для аналей характеризуется простотой и надежностью, высокой избирательностью и широким диапазоном концнтрацией компонентов.

Оптико-акустический индикатор педставляет собой неселективный приемник лучистой энергии,предназначенный для анализа газов Промудулированный лучистый поток через флюоритовое окно попадает в камеру с иследуемым газом.Под действием потока меняется давление газа на мембрану микрофона,в результате чего в цепи микрофона возникают электрические сигналы,зависящие от состава газа.

Оптико-акустический эффект используется при измерении времен жизни возбуждения молекул,в ряде работ по определению влажности и потоков излучения. (см.а.109939, 167072, 208328, 208329). Отметим, что оптико-акустический эффект возможен также в жидкостях и твердых телах.

13.4.2. Атомы каждого вещества имеют свою,только им присущую структуру энергетических уровней,а следовательно,и структуру излульных переходов,которые можно зарегистрировать оптическими методами (например,фотографически).Это обстоятельство лежит в основе сного анализа. Так как молекулы - тоже сугубо квантовые системы,то каждое вещество (совокупность атомов или мол) испускает и поглощает только кванты определенных энергиили электромагнитное излучение определенных длин волн) Интенсивность тех или иных спектральных линий пропорциональна числу атомов (молекул),излуча( или поглощающих)свет. Это соотношение составляет основу количественного спектрального анализа

США,патент N.3820901. Концентрацию известных газов в смеси измеряют по пропусканию излучения лазерного источника с определенной длиной волны. Предварительно облучают монохроматическими излучениями с различными длинами волн каждый из содержащихся в смеси газов, концентрация которых известна, и определяют коэффициент поглощения каждого газа для каждой длины волны. Затем при этих длинах волн измт поглощение испытуемой смеси и, используя полученные величины коэффициента поглощения,определяют концентрацию каждого газа в смеси. При измерениях с излучением,содержанием большее число длин волн, чем находится компонентов в газовой смеси,можно обнаружить наличие неизвестных газов.

Для атомов и молекул спектры излучения будут линейчатыми и полосатыми соответственно,то же и для спектров поглощения. Чтобы получить сплошной спектр,необходимо наличие плазмы, т.е. ионизированного состояния вещества. При онизации электроны находятся вне атома или молекулы, и, следовательно могут иметь любые, непрервно меняющиеся,энергии. При рекомендации этих элктронов и ионов получается сплошной спектр,в котором присутствуют все длины волн.

13.4.3. Возбуждение(повышение внутренней энергии) или ионизацияатомов происходят под действием различных причин;в частности, энергия для этих процессов может быть получена при нагревании тел. Чем больше температура, тем больше энергия возбуждения и тем все более короткие волны (кванты с большей энергией)излучает нагретое тело. Поэтому при постепенном нагреве сначала появляется инфракр.излучение (длинные волны),затем красное,к которому с ростом температуры добавляется оранжевое,желтое и т.д.; в конце концов получаетссвет Дальнейший нагрев приводит к появлению ультрафиолетовой компоненты.

США,патент N.3580277. Устройство для непрерывного измерения температуры ванны жидкого металла содержит стержень из светопроо материала обладающего высокой температурой и корозионной стойкостью. Стержень проходит сквозь стенку резервуара и внутри последнего заделывается в массу свободного от щелочей окисла с высокой температурой плавления,например окиси циркония. Конец стержня,находящийся в резервуаре,служит цветовым пирометром.

Излучательные и безызлучательныепереходы в инфракр. области часто используются для процессов и охлаждения (см.ИК-излучение).

А.С. N.509545 Стеклоформирующий инструмент,включающий металлический корпус с покрытием, отличающийся тем,что с целью поьности и улучшения качества изделий,покрытие выполнено двухслойным,причем промежуточный слой выполнен из материала,поглощающего ближнюю инфракрасную область,например из графита,а наружный слой - из материала пропускающего в эже области спектра,например на основе прозрачной поликристаллической окиси алюминия.

А.С. N. 451002. Способ измерений коэффициента теплопроводности твердых тел,включающий изотермическую выдержку его охлаждение при постоянной температуре окружающей среды и регистрацию изменения температуры,отличающийся тем,что с целью измеренидности частично прозрачных материалов,образец на стадии поглощения помещают в вакуумное пространство и измеряют энергию,излучаемую поверхностью образца в спектральной области сильного поглощения.

13.4.4. Излучательные квантовые переходы могут происходить не только спонтанно,но и вынуждено под действием внешнего излучения, частота которого согласована с энергией данного перехода. Излучение квантов света атомами и молекулами вещества под действием внешнего электромагнитного поля (излучения) называют вынужденным или и н д у ц и р о в а н н ы м и з л у ч е н и е м .

Существенным отличием вынужденного излучения является то, что оно естьточная копия вынуждающего излучения.Совпадают все характеристики - частота,поляризация,направление распространения и фаза. Благодаря этому вынужденное излучение при некоторых обстоятельствах может привести к усилению внешнего излучения, прошедшего через вещество,вместо его поглощения. Поэтому иначе вынужденное излучение называют о т р и ц а т е л ь н ы м п о г л о щ е н и е м.

13.4.5.Для возникновения вынужденного излучения необходимо наличие в веществе возбужденных атомов, т.е. атомов, находящихся навнях в большей энергией.Обычно доля таких атомов мала. Для того чтобво усилило проходящее через него излучение,нужно , чтобы доля возбужденных атомов была велика,чтобы уровни с большей энергией были "заселены" частицами гуще,чем нижние уровни. Такое состояние вещества называют состоянием с инверсией н а с е л е н н о с т е й.

13.4.6.Открытие советскими физиками Фабрикантом,Вудынским и Бутаевой явления усиления электромагнитных волн при прохождении через среду с инверсией населенностей явилось основопологающим в деле развития оптических к в а н т о в ы х г е н е р а т о р о в (лазеров) крупнейшего изобретения века.

Стержень из вещества с исскуственно создаваемой инверсией населенностей , помещенный между двумя зеркалами, одно из которых полупрозрачно - вот принципиальная схема простейшего лазера.

Оптический резонатор из двух зеркал необходим для создания обратной связи:часть излучения возвращается в рабочее тело,индуцируя новую лавину фотонов. Излучение лазера монохроматично и котерентно в силу свойств индуцированного излучения.

Области применения лазеров обусловлены, основными характеристиками их излучения,такими как когерентность,монохромантичность,высокая концентрация энергии в луче и малая его расходимость. Помимо ставших уже традиционными областей применения лазеров,таких как обработка сверхтвердых и тугоплавких материалов,лазерная связь и лоя медицина и получение высокотемпературной плазмы,- стали определяться новые интересные сферы их использования.

Чрезвычайно перспективны разработанные в последнее время лазеры на красителях, в отличии от обычных позволяющие плавно изменят частоту излучения в широком диапазоне от инфракрасной до ултрафиолетовой области спектра. Так, например, предполагается лазерным лучом разрывать или наоборот, создавать строго определенные связи.

Ведутся работы по разделению изотопов с помощью перестраиваимых лазеров. Меняя частоту лазеров, настраивают его в резонанс с определенным квантовым переходов одного из изотопов и тем самым переводят изотоп в возбужденное состояние, в котором его можно ионизировать и, с помощью электрических реакций, отделить от других изотопов.

А вот чисто изобретательское применение лазера в качестве датчика давления:

А.с. 232 194: Устройство для измерения давления с частотным выходом, содержащее упругий чувствительный элемент, заполненный газом и соединенный через разделитель с измеряемой средой, и частотомер, отличающееся тем, что с целью повышения точности измерений, в нем в качестве упругог чувствительного элемента использована резонаторная ячейкагазового квантового генератора.

В заключении следует отметить, что лазеры являются основным инструментом последований в новой области физики - нелинейной оптике, которая самим своим возникновением полностью обязана мощным лазерам (см. "Эффекты нелинейной оптики").

Л И Т Е Р А Т У Р А

К 13.1.1. Г.С.Ландсберг. Оптика, М.,"Наука", 1976 г.

2. Л.Беллами. Инфракрасные спектры молекул, 1957.

3. В.В.Козелкин, И.Ф.Усольцев, "Основы инфракрасной

техники", М.,"Машиностроение", 1974.

4. В.Дитчберн, "Физическая оптика", пер. с англ.,

М., 1965.

5. А.с. 181372, 181824, 251912, 257096, 271532,

282777, 283327, 348498, 427990, 446530, 453664,

486225, 496270, 509416.

США, патенты 3554628, 3558881, 3560738, 3562520,

3796099.

К 13.2 и 13.3:

1. Г.С.Ландсберг, Оптика, М.,"Наука", 1976.

2. Р.Дитчберн, Физическая оптика, пер. с англ.,

М., 1965.

3. С.С.Бацианов, Структурная рефрактометрия, М., 1959.

4. А.с. 269357, 454511, 485076, 517786, 540276.

США, патенты 358864, 3588258, 3824017.

ФРГ ПЕТЕНТ 1249539,

К 13.4: 1. М.Борн, Атомная физика, пер.с англ., М., 1965.

2. М.А.Ельяшевич, Атомная и молекулярная

спектороскопия, М., 1962.

3. А.Н.Зайдин, Основы спектрального анализа,

М., 1965.

4. Квантовая электроника, М., "Советская

энциклопедия", 1969.

5. Б.Ф.Федоров, Оптические квантовые генераторы,

М., 1966.

6. Чернышов и др., "Лазеры в системах связи",

М., 1966.

7. В.В.Козелкин, И.Ф.Усольцев, Основы инфракрасной

техники, М.,"машиностроение", 1974.

8. Б.Лендьел, Лазеры, пер.с англ.,М.,1964.

9. А.с. 239423, 239694, 209638, 208328, 208329,

109939, 167072.

США патенты 3826576,3820897, 3826575, 3588253,

3588439, 3825347, 3588255.

14. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ФОТОХИМЕЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ.

14.1.1. Фотоэффект.

Явление внешнего фотоэффекта состоит в испускании (эмиссии) электронов с поверхности тела под действием света; для этого явления эксперементально установленные зависимости обьединяются квантовой теорией света. Свет есть поток квантов; кванты света, попадая в вещество, поглощабтся им; избыточная энергия передается электронами, которые получают возможность покинуть это вещество - конечно, если энергия кванта больше, чем работы выхода электрона (см."Электронная эмиссия"). Заметим, что квантовый характер света проявляющийся в явлении фотоэффекта, не следует понимать как отрицание волновых свойств света; свет есть и поток квантов, и электромагнитная волна просто в зависимости от конкретного явления проявляются или квантовые, или волновые свойства. На основе внешнего фотоэффекта создан ряд фотоэлектронных приборов (фотоэлементы различного назначения, фотокатоды, фотоумножители и т.д.). Внешний фотоэффект играет большую роль в развитии электрических зарядов; фотоэффект в газах определяет распространение электрического заряда в газах при больших давлениях обуславливая высокую скорость распространения стримерной формы разряда (искры, молнии) (1-4).

А.с. 488 718: Способ спектрометрии оптического излучения, отличающийся тем, что с целью упрощения спектральных работ, спектральный состав излучения определяют по кинетическим энергиям фотоэлектронов генерируемых при фотомонизации атомов и молекул.

Кроме внешнего фотоэффекта, существует внутренний фотоэффект. Квант света, проникая внутрь вещества, выбивает электрон переводя его из связанного состояния (в атоме) свободное - таким образом, при облучении полупроводников и диэлектриков из-за фотоэффекта внутри кристаллов появляются свободные носители, тока, что существенно изменяет электропроводность вещества. На основе внутреннего фотоэффекта созданы различного рода фоторезисторы-элементы, сильно изменяющие свое сопротивление под действием света (5,6).

А.с. 309339: Устройство для управления световым лучом, выполненное ввиде конденсатора между электродами которого заключен слой вещества изменяющего прозрачность под действием электрического поля, отличающееся тем, что с целью уменьшения габаритов, один из электродов конденсатора связанный с источником управляющей электродвижущей силы выполнен из материала, обладающего эффектом возникновения фотоэлектродвижущей силы.

А.с. 508828: Пьезоэлектрический преобразователь с оптическим управленим, содержащий фоторезисторный слой, светопровод и металлический электрод, отличающееся тем, что с целью расширения частотного диавпазона в облать низких мегагерцевых и высоких килогерцевых частот, он выполнен ввиде пьезокерамической платины, на одну сторону которой нанесен металлический электрод, а на противоположную - фоторезисторный слой и прозрачный электрод, являющийся одновременно светопроводом.

Разновидностью внутреннего фотоэффекта является вентильный фотоэффект - появление э.д.с. в месте контакта двух полупроводников (или полупроводника и металла). Основное применение вентильных фотоэлементов - индикация электромагнитного излучения.

На основе вентильного фотоэффекта работают также солнечные батареи. Одним из приборов работающих на вентильном фотоэффекте, является фотодиод, обладающий многими преимуществами по сравнению с обычными фотоэлементами (7).

А.с. 475719: Устройство для регулирования напряжения электромагнитных генераторов содержащее датчик тока, ввиде шунта в цепи его нагрузки и импульсный транзисторный усилитель, ко входу которого подключены последовательно стабилизаторон с ограничивающим резистором и формирователь пилообразного напряжения, к выходу обмотка возбуждения генератора, отличающееся тем, что с целью повышения надежности и точности регулирования параллельно упомянутому шунту включен светодиод одноэлектронной пары, фотодиод который через цепь подпитки подключен параллельно огрничивающему резистору.

14.1.2. Эффект Дембера (фотодиффузный эффект).

Внесобственных полупроводниках коэффициенты диффузий носителей тока (электронов и дырок) различные. Таким образом, если какой-то части проводника фотоактивное освещение создает одинаковое число электронов и дырок, то диффузия этих носителей будет происходить с разной скоростью, в результате чего в кристалле возникает э.д.с. (1).

14.1.3. Фотопьезоэлектрический эффект.

Обеспечить различие подвижности фотоэлектронов и фотодырок в полупроводнике можно каким-либо внешним воздействием. Так, при одностороннем сжатии освещенного полупроводника на грани кристалла, перпендикулярно направлению сжатия, возникает э.д.с., знак которой зависит от направления сжатия и направления светового потока, а величина пропорциональна давлению и интенсивности света. Эффект возникает из-за того, что подвижности разноименных носителей тока, обусловленных внутренним фотоэффектом, при упругой деформации кристалла становятся не одинаковыми по отношению к различным направлениям (3).

14.1.4. Эффект Кикоина-Носкова (фотомагнитный эффект).

Суть эффекта состоит в возникновении электрическго поля в полупроводнике при перемещении его в магнитное поле и одновременном освещении светом, в составе которого имеются сектральные линии, сильно поглощаемые полупроводником. При этом возникшее электрическое поле перпендикулярно магнитному полю и направлению светового потока. Величина света магнитной э.д.с. пропорциональна магнитной индукции и интенсивности светового потока. Эта пропорциональность нарушается при брльших освещенностях, когда происходят "насыщения". Механизм эффекта таков:

В результате внутреннего фотоэффекта вблизи освещенной поверхности полупроводника в избытке образуются электроны и дырки, которые диффудируют вглубь кристалла. Продольный диффузионный ток под действием поперечного магнитного поля отклоняется и расщепляется, что приводит к возникновению поперечной э.д.с.

14.2. Фотохимические явления.

Виды воздействия светового излучения на вещество весьма разнообразны. В частности, под действием света могут происходить реакции химических превращений веществ (фотохимическая реакция). Одни из этих реакций приводя к образованию сложных молекул из простых (например, образование хлористого водорода при освещении смеси водорода и хлора), другие - к разложению молекул на составные части (например, фотохимеческое разложение бромистого серебра с выделением металлического серебра и брома), в результате третьих молекула не изменяет своего состава, изменяется лишь ее пространственная конфигурация, приводящая к изменению ее свойств (возникают тереоизомеры).

Фотохимические процессы вызываются только поглащаемым светом, действующим на движение валентных электронов в атомах и молекулах. В основе таких процессов лежит явление фотоэффекта.

Многие фотохимические превращения идут в два этапа. Первичный процесс характеризуется изменением молекулы под действием поглощенного ею кванта света - это собственно фотохимическая реакция. Во всех вторичных процессах мы имеем дело с сугубо химическими реакциями продуктов первичных реакций. Так при образовании хлористого водорода первичным является лишь расщепление молекулы хлора, поглотившей квант света, на атомарный хлор, который далее через день вторичных химических реакций приводит к образованию конечного продукта. Для первичных процессов справедлив закон эквивалентности. Каждому поглощенному кванту света соответствует превращение одной поглотившей свет молекулы. В общем случае количество химически прореагировавшего вещества пропорционально поглощенному световому потоку и времени его воздействия. Величина коэффициента пропорциональности определяется природой вторичных процессов.

Фотохимическую реакцию может вызвать лишь излучение, энергия кванта которого больше энергии активации молекулы. Этим обьясняется повышение фотохимеческой активности ультрафиолетового излучения.

Следует отметить, что фотохимеческими процессами обьясняются многие природные явления, такие как синтез углеводов листьв в листьях растений или чувствительность глаза к световому излучению.