Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

точно определяют место, откуда действует даль­нобойная артиллерия.

В воде инфразвук поглощается также зна­чительно слабее слышимых звуков и потому может быть уловлен за много сотен километров. Это помогает рыболовецким судам быстро на­ходить стаи рыб, издающих инфразвук.

На очень большой морской глубине, куда не проникает свет, живут рыбы, у которых нет зрения. Но они возмещают его способностью издавать ультразвуковые волны и восприни­мать эхо от этих волн. Это позволяет им не только ориентироваться при движении, но и охотиться на других рыб.

Ультразвуком пользуется и летучая мышь. Наблюдая ее стремительный полет, невольно ожидаешь, что она вот-вот налетит на ствол дерева или стену здания. Но каждый раз, встре­чая на пути препятствие, она стремительно взмывает вверх или круто поворачивает в сто­рону. Исследования естествоиспытателей до­казали, что зрение у летучей мыши весьма сла­бое. Она почти слепа. Но умение пользоваться ультразвуком и его отражением от предметов помогает ей ориентироваться в сложной обста­новке и на лету ловить добычу — мелких мо­шек.

ИЗЛУЧАТЕЛИ УЛЬТРАЗВУКА

Чтобы излучатель мог создавать упругие волны ультразвука, частота его колебаний дол­жна превышать 20 000 гц. Такие излучатели открыты уже давно, но применяться стали сов­сем недавно. В 1880 г. французские ученые бра­тья Пьер и Поль Кюри исследовали свойства кристаллов. Они заметили, что, если кристалл кварца сжать с двух сторон, на его гранях,

Получение кварцевой пластинки и образование на ней пьезо­электричества. Основная часть кварцевого кристалла — шести­гранная призма, стрелками показаны основные ее кристалло­графические оси.

перпендикулярных направлению сжатия, воз­никают электрические заряды: на одной гра­ни — положительные, на другой — отрицатель­ные. Таким же свойством обладают кристаллы турмалина, сегнетовой соли, даже сахара. Заря­ды на гранях кристалла возникают и при его растяжении. Но на грани, дававшей при сжа­тии положительный заряд, при растяжении будет отрицательный, и наоборот.

Такое возникновение электрических заря­дов на кристаллах было названо пьезоэлектри­чеством (от греческого слова «пьезо» — давлю). Кристалл, имеющий такое свойство, называют пьезоэлектриком. В дальнейшем братья Кюри обнаружили, что пьезоэлектрический эффект обратим: если на гранях кристалла создать разноименные электрические заряды, он либо сожмется, либо растянется, в зависимости от того, к какой грани приложен положительный и к какой отрицательный заряд.

Пьезоэлектричество впервые было практи­чески применено лишь в мировой войне 1914— 1918 гг. Французский ученый Поль Ланжевен предложил использовать это явление, чтобы обнаруживать подводные лодки. Винт лодки порождает при своем вращении упругие волны. Они распространяются в воде со скоростью 1460 м/сек. Если пьезоэлектрический кристалл, опущенный в воду, окажется на пути ультра­звуковой волны, то волна сожмет его грани и на них появятся электрические заряды.

Ланжевен изобрел и излучатель ультра­звуковых волн. Пробуя заряжать грани квар­цевого кристалла электричеством от генера­тора переменного тока высокой частоты, он установил, что кристалл совершает при этом колебания в такт изменению напряжения тока. Одна пластинка кристалла излучает ультра­звук очень малой мощности. Чтобы получить большую мощность колебаний, Ланжевен со­ставил из многих кварцевых пластинок мозаич­ный слой. Кварцевую мозаику он вложил между двумя стальными листами. Они и скреп­ляли ее, и были электродами.

Чтобы увеличить амплитуду колебаний у пластинок кристалла, Ланжевен воспользо­вался явлением резонанса: если собственная частота колебаний пластинки совпадает с ча­стотой колебаний напряжения на электродах, амплитуда колебаний на пластинке резко воз­растает. Исследования Ланжевена дали воз­можность изготовлять кварцевые излучатели уль­тразвука различных частот.

Пьезоэлектрическими свойствами обладают не только кристаллы, но и керамика из титаната

109