Знаете, как работает ультразвуковой увлажнитель воздуха? Принцип довольно прост: на пластину, которая колеблется с частотой 20 кГц, подаётся вода, и, благодаря этим чрезвычайно интенсивным колебаниям, жидкость моментально разлетается на мельчайшие капельки, превращаясь в пар, а маломощный вентилятор выгоняет его наружу. Всё.
А что если увеличить частоту и усилить мощность? Тогда есть вероятность, что такие колебания будут разрушать камни, превращая их в гравий, песок и пыль. Подобные устройства по праву называют дезинтеграторами. А ещё можно заставить с помощью ультразвука очистить от старой краски поверхность, разбить крупные капли эмульсионной жидкости в мелкие, превратить жизнь бактерий той или иной среде в ад, помочь моющим веществам отстирать загрязнённую ткань, просверлить фигурное отверстие в камне, металле, древесине, кристалле и пр., а если мощность усилить ещё больше, то даже сваривать металлы.
Но всё это - вторично. А изначально такие ультразвуковые излучатели заинтересовали физиков именно с точки зрения того, что позволяли создавать волны, способные распространяться в плотной среде (например - в воде), отражаться от поверхностей и возвращаться. Собственно, именно так, как это происходит в живой природе и позволяет ориентироваться в пространстве летучим мышам, китообразным, насекомым и пр.
Как вы знаете, печально известный "Титаник" потерпел крушение в 1912 году, столкнувшись с айсбергом в ночи. К сожалению, тогда у команды не было возможности, кроме как визуально, определить наличие препятствий по курсу следования судна. Хотя примерно в это же время французский и американский изобретатель русского происхождения Константин Васильевич Шиловский (8 декабря 1880 - 6 июня 1958) пришёл к выводу, что ультразвук способен защитить корабли от многих опасностей.
Он писал:
«Если взять совершенно плоскую пластину размером 1 м Х 1,5 м, полностью погружённую в воду, и заставить её колебаться с частотой до 100 кГц, то она начнёт излучать в воду поток механической энергии, которую мы можем назвать „ультразвуковой“. Всё то, что известно про распространение звука в воде, приводит нас к заключению, что коэффициент поглощения звуковой энергии в воде будет очень мал, намного меньше, чем для света, и как следствие данная энергия будет распространяться под водой со скоростью звука на очень большие расстояния… Таким образом, есть возможность, поворачивая вибраторную пластинку, расположенную на подводной части корабля, излучать по всем направлениям потоки ультразвуковой энергии, настоящие лучи „механического света“, как мы можем её называть, освещая мрак под водой, рассеивая его и ища там то. что надо найти: мины, подводные лодки и пр.»
Источник - https://ru.wikipedia.org/wiki/Шиловский,_Константин_Васильевич#Изобретение_гидролокатора
Разработками Шиловского заинтересовалось французское военное ведомство, поскольку их более интересовали не столько айсберги, сколько вражеские субмарины.
И вот тут мы подходим к теме статьи. Потому что вместе с Шиловским над решением поставленной задачи работал и другой выдающийся учёный - Поль Ланжевен. Совместными усилиями им удалось создать и испытать в Средиземном море прибор, способный обнаруживать подводную лодку на расстоянии двух километров. Это был первый в мире гидролокатор - прообраз и основа всех последующих поколений гидролокаторов (эхолотов, сонаров), включая даже самые современные.
А ещё одним итогом совместных трудов стало изобретение так называемого ИЗЛУЧАТЕЛЯ ЛАНЖЕВЕНА, который в дальнейшем стал очень популярен. Сегодня такие изделия любой мощности можно приобрести на многих крупных интернет-порталах по сходной цене и использовать для любых целей.
Изделие состоит из двух пьезоэлементов и отражающих и излучающих накладок. Работает он на принципе обратного пьезоэффекта, суть которого в том, что если на кристаллы некоторых веществ подать ток, они изменяют свою форму (об этом я упоминал, когда рассказывал про ТОЧКУ КЮРИ).
Конечно, на фото представлен самый простейший образец ИЗЛУЧАТЕЛЯ ЛАНЖЕВЕНА. На самом же деле, мощность ультразвука, излучаемого одной пластинкой кристалла, очень мала. Поняв это, учёный создал из кварцевых пластинок мозаичный слой и поместил его между двумя стальными накладками, которые выполняли функции электродов. Для увеличения амплитуды колебаний использовалось явление резонанса. Если частота переменного напряжения, подаваемого на пьезокристалл, совпадала с его собственной частотой, то амплитуда его колебаний резко возрастала.
Эту конструкцию назвали СЭНДВИЧЕМ ЛАНЖЕВЕНА. И она оказалась очень удачной. В ней мощность излучения была достаточно большой, а пучок волн оказался узко направленным.
Поль Ланжевен (23 января 1872 - 19 декабря 1946) - французский физик, общественный деятель, создатель теории диамагнетизма и парамагнетизма. Член Парижской Академии наук, член-корреспондент Российской академии наук, почётный член Академии наук СССР, иностранный член Лондонского королевского общества.
Родился в Париже, в семье рабочего. Закончил Высшую школу промышленной физики и химии, Высшую нормальную школу, учился и работал в Кембридже. В Сорбонне, под научным руководством Пьера Кюри, получил докторскую степень, а потом стал профессором физики в Колледже де Франс. В 1926 году Поль Ланжевен возглавил Высшую школу промышленной физики и химии.
Ланжевен разработал современную интерпретацию парамагнетизма и диамагнетизма с точки зрения спинов электронов в атомах. Его самая известная работа заключалась в применении ультразвука с использованием ЭФФЕКТА КЮРИ.
Во время Первой мировой войны вместе с Константином Шиловским работал над обнаружением подводных лодок с помощью ультразвука.
Поль Ланжевен многое сделал и для распространения у себя на родине теории относительности, сыграл существенную роль в ознакомлении ведущих физиков с идеями Луи де Бройля о волновой природе квантовых свойств частиц.
В 1898 году он стал активным участником Лиги прав человека, а затем и её президентом, коим оставался вплоть до своей смерти. При этом он поддерживал Октябрьскую революцию в России, стал одним из основателей Кружка друзей новой России, а позже - Первым председателем общества «Франция - СССР».
Ланжевена избрали одним из руководителей организованного в 1933 году Амстердамского антифашистского комитета, в 1934 году возглавил Комитет бдительности интеллигентов-антифашистов. Выступал как активный сторонник Народного фронта с коммунистами и партией радикалов, а также противник Мюнхенского пакта.
Будучи ярым противником нацизма, Ланжевен пострадал за свои убеждения - его сняли с руководящих постов, в 1940 году арестовали, а потом выслали под надзор полиции в Труа, где он занял место преподавателя физики в средней женской школе. Кстати, дочь Ланжевена тоже была арестована и отправлена в Освенцим, где пробыла всю войну. А её мужа, Соломона, известного коммуниста и антифашиста, намцы расстреляли в 1942 году. Возможно, Ланжевену тоже была уготована печальная участь, но он с помощью участников Сопротивления сумел бежать через Альпы в Швейцарию в мае 1944 года.
В 1910-1911 годы у него был роман с Марией Кюри. Когда об этом узнала пресса, журналисты начали кампанию против вдовы, поскольку посчитали её поведение чем-то неприличным. Тогда Ланжевен вызвал на дуэль корреспондента, который предал огласке их отношения с Марией. Дуэль закончилась без кровопролития - оба участника отказались стрелять.
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на кошелёк ЮMoney 4100 1102 6253 35 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!
