«Гиперзвук»

упругие волны с частотой от 10⁹ до 10¹²—10¹³ гц; высокочастотная часть спектра упругих волн. По физической природе Г. ничем не отличается от Ультразвука, частоты которого простираются от 2·10⁴ до 10⁹ гц. Однако благодаря более высоким частотам и, следовательно, меньшим, чем в области ультразвука, длинам волн значительно более существенными становятся взаимодействия Г. с квазичастицами (См. Квазичастицы) среды — электронами, фононами, магнонами и др.

Область частот Г. соответствует частотам электромагнитных колебаний дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов (т. н. сверхвысоким частотам — СВЧ). Используя технику генерации и приёма электромагнитных колебаний СВЧ, удалось получить и начать исследование частот Г. Гиперзвук 10¹¹ гц.

Частоте 10⁹ гц в воздухе при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре соответствует длина волны Г. 3,4·10^-5 см, т. е. эта длина одного порядка с длиной свободного пробега молекул в воздухе при этих условиях. Поскольку упругие волны могут распространяться в упругой среде только при условии, что длины этих волн заметно больше длины свободного пробега в газах (или больше межатомных расстояний в жидкостях и твёрдых телах), то в воздухе и газах при нормальном атмосферном давлении гиперзвуковые волны не распространяются. В жидкостях затухание Г. очень велико и дальность распространения мала. Сравнительно хорошими проводниками Г. являются твёрдые тела в виде монокристаллов, но главным образом лишь при низких температурах. Так, например, даже в монокристалле кварца, отличающемся малым затуханием упругих волн, на частоте 1,5·10⁹ гц продольная гиперзвуковая волна, распространяющаяся вдоль оси Х кристалла, при комнатной температуре ослабляется по амплитуде в 2 раза при прохождении расстояния всего в 1 см. Однако имеются проводники Г. лучше кварца, в которых затухание Г. значительно меньше (например, монокристаллы сапфира, ниобата лития, железо-иттриевого граната и др.).

Долгое время гиперзвуковые волны не удавалось получать искусственным путём (в этом одна из причин выделения этой области спектра упругих волн, названной «гиперзвуком»), поэтому изучали Г. теплового происхождения. Твёрдое кристаллическое тело можно представить как некоторую объёмную пространственную решётку, в узлах которой расположены атомы или ионы. Тепловое движение представляет собой непрерывные и беспорядочные колебания этих атомов около положения равновесия. Такие колебания можно рассматривать как совокупность продольных и поперечных плоских упругих волн самых различных частот — от самых низких собственных частот упругих колебаний данного тела до частот 10¹²—10¹³ гц (далее спектр упругих волн обрывается), распространяющихся по всевозможным направлениям. Эти волны называют также дебаевскими волнами, или тепловыми Фононами.

Фонон представляет собой элементарное возбуждение решётки кристалла или квазичастицу с энергией ћν и импульсом ћν/c, где ν — частота, с — скорость звука в кристалле и ћ. — постоянная Планка. Фонону соответствует плоская упругая волна определ. частоты подобно тому, как фотону соответствует плоская электромагнитная волна определённой частоты. Тепловые фононы имеют широкий спектр частот, тогда как искусственно получаемый Г. может иметь какую-нибудь одну определенную частоту. Поэтому искусственно генерируемый Г. можно представлять как поток когерентных фононов (см. Когерентность). В жидкостях тепловое движение имеет характер, близкий к характеру теплового движения в твёрдых телах, поэтому в жидкостях, как и в твёрдых телах, тепловое движение непрерывно генерирует некогерентные гиперзвуковые волны.

До того как стало возможным получать Г. искусственным путём, изучение гиперзвуковых волн и их распространения в жидкостях и твёрдых телах проводилось главным образом оптическим методом. Наличие Г. теплового происхождения в оптически прозрачной среде приводит к рассеянию света с образованием нескольких спектральных линий, смещенных на частоту Г. ν, т. н. Мандельштама - Бриллюэна рассеяние. Исследования Г. в ряде жидкостей привели к открытию в них зависимости скорости распространения Г. от частоты и аномального поглощения Г. (см. Дисперсия звука).

Современные методы генерации и приёма Г. основываются главным образом на использовании явлений пьезоэлектричества (См. Пьезоэлектричество) (возникновения электрических зарядов на поверхности пьезоэлектрического кристалла, например на пластинке кварца, вырезанной определенным образом под действием механической деформации, и, наоборот, деформация кристалла, помещенного в электрическое поле) и магнитострикции (См. Магнитострикция) (изменения формы и размеров тела при намагничивании и изменения намагниченности при деформации).

Одним из наиболее распространённых методов генерации Г. является возбуждение Г. с поверхности пьезоэлектрического кристалла. Для этого последний своим торцом помещается в ту часть резонатора, где имеется максимальная напряжённость электрического поля СВЧ; если кристалл — не пьезоэлектрик, то на его торец наносится тонкая пьезоэлектрическая плёнка, например из сернистого кадмия. Под действием электрического поля СВЧ возникает переменная деформация с той же частотой, которая распространяется по кристаллу со скоростью Г. в виде продольной, или сдвиговой, волны. При этом источником этой волны служит сама торцовая поверхность кристалла. В свою очередь, механическая деформация вызывает на поверхности кристалла появление электрического заряда и, следовательно, подобным же образом может осуществляться приём Г.

При распространении упругих волн в кристаллах диэлектриков, не содержащих свободных носителей зарядов (См. Носители заряда), эти волны затухают благодаря их нелинейному взаимодействию с тепловыми фононами. Характер этого взаимодействия, а следовательно, и характер затухания зависят от частоты распространяющихся волн. Если частота невелика (область ультразвука), то волна только нарушает равновесное распределение тепловых фононов, которое благодаря случайным неупругим столкновениям их между собой затем восстанавливается; при этом происходит потеря энергии волны. В случае высоких гиперзвуковых частот происходит непосредственное нелинейное взаимодействие Г., искусственно получаемого, и Г. теплового происхождения; когерентные фононы неупругим образом сталкиваются с тепловыми фононами и передают им свою энергию, что в данном случае и определяет потерю энергии Г. С понижением температуры тепловые фононы «вымораживаются», их становится меньше. Соответственно этому затухание ультразвука и Г. при понижении температуры существенно понижается.

При распространении Г. в кристаллах полупроводников и металлов, где имеются электроны проводимости (См. Электрон проводимости), кроме взаимодействия Г. с тепловыми фононами, имеет место взаимодействие Г. с электронами. Упругая волна, распространяющаяся в таких кристаллах, почти всегда несёт с собой со скоростью звука локальное электрическое поле. Это связано с тем, что волна деформирует кристаллическую решётку, смещая атомы или ионы из их положения равновесия, что приводит к изменению внутрикристаллических электрических полей. Возникшие электрического поля изменяют движение электронов проводимости и их энергетический спектр. С другой стороны, если почему-либо происходят изменения состояния электронов проводимости, то изменяются внутрикристаллического поля, что вызывает деформации в кристалле. Т. о., взаимодействие электронов проводимости с фононами сопровождается поглощением или испусканием фононов.

Изучение затухания Г. в металлах на электронах проводимости позволяет исследовать важные характеристики металлов (времена релаксации (См. Релаксация), поверхность Ферми, энергетическую щель в сверхпроводниках и др.).

Взаимодействие между искусственными, или когерентными, фононами и электронами становится существенным в области ультразвуковых и особенно в области гиперзвуковых частот в полупроводниках, обладающих пьезоэлектрическими свойствами (например, кристалл сернистого кадмия, в котором взаимодействие между фононами и электронами проводимости очень сильно). Если к кристаллу приложить постоянное электрическое поле, величина которого такова, что скорость электронов будет несколько больше скорости упругой волны, то электроны будут обгонять упругую волну, отдавая ей энергию и усиливая её, т. е. будет происходить усиление упругих волн. Взаимодействие между когерентными фононами и электронами приводит также к акустоэлектрическому эффекту (См. Акустоэлектрический эффект) — явлению, которое состоит в том, что фононы, отдавая свой импульс электронам, создают в кристалле постоянную эдс и постоянный электрический ток. В случае, когда электроны отдают энергию упругой волне, акусто-эдс также возникает, однако имеет противоположный знак.

Рассматривая взаимодействие Г. с электронами, следует принять во внимание тот факт, что электрон, кроме массы и заряда, обладает ещё собственным механическим моментом (Спином) и связанным с ним магнитным моментом, а также орбитальным магнитным моментом (см. Атом). Между орбитальным магнитным моментом и спином имеет место Спин-орбитальное взаимодействие: если меняется наклон орбиты, несколько меняется и направление спина. Прохождение Г. подходящей частоты и поляризации может вызвать изменение магнитного состояния атомов. Так, при частотах Г. порядка 10¹⁰ гц в кристаллах парамагнетиков (см. Парамагнетизм) взаимодействие Г. со спин-орбитальной системой выражается, например, в явлении акустического парамагнитного резонанса (АПР), аналогичного электронному парамагнитному резонансу (См. Электронный парамагнитный резонанс) (ЭПР) и состоящего в избирательного поглощении Г., обусловленном переходом атомов с одного магнитного уровня на другой. При помощи АПР оказывается возможным изучать переходы между такими уровнями атомов в парамагнетиках, которые являются запрещенными для ЭПР.

Используя взаимодействие когерентных фононов со спин-орбитальной системой, можно в парамагнитных кристаллах при низких температурах усиливать и генерировать гиперзвуковые волны на принципе, сходном с тем, на котором работают квантовые генераторы (см. Квантовая электроника). В магнитоупорядоченных кристаллах (ферромагнетики, антиферромагнетики, ферриты) распространение гиперзвуковой волны вызывает появление спиновой волны (изменения магнитного момента, передающиеся в виде волны) и, наоборот, спиновая волна вызывает появление гиперзвуковой волны. Т. о., один тип волн порождает другой, поэтому в общем случае в таких кристаллах распространяются не чисто спиновые и упругие волны, а связанные магнитно-упругие волны.

Взаимодействие Г. со светом проявляется, как упоминалось выше, в рассеянии света на Г. теплового происхождения, но эффективность этого взаимодействия очень мала. Однако применив мощный источник света (например, импульс мощного рубинового лазера), можно получить заметное усиление падающим светом упругой волны. В результате можно генерировать интенсивную гиперзвуковую волну в кристалле мощностью несколько десятков квт. В свою очередь, усиленная упругая волна будет в большей степени рассеивать падающий свет, так что при определенных условиях интенсивность рассеянного света может быть одного порядка с падающим; это явление называется вынужденным рассеянием Мандельштама — Бриллюэна.

Т. о., свойства Г. позволяют использовать его как инструмент исследования состояния вещества. Особенно велико его значение для изучения физики твёрдого тела. В области технических применений, развитие которых только начинается, уже сейчас существенно его использование для т. н. акустических линий задержки (См. Линия задержки) в области СВЧ (ультразвуковые линии задержки).

В. А. Красильников.

-а, м. физ.

Звуковые колебания сверхвысокой частоты.

м.

Звуковые колебания сверхвысокой частоты.

ГИПЕРЗВУК - упругие волны с частотами f порядка 109 - 1013 Гц. По физической природе гиперзвук не отличается от ультразвука (f ? 2.104 - 109 Гц). Тепловые колебания атомов вещества - естественный гиперзвук, искусственно гиперзвук генерируют с помощью специальных излучателей. В кристаллах гиперзвук распространяется до f ? 1012 - 1013 Гц. В воздухе при нормальных условиях гиперзвук не распространяется вследствие сильного поглощения.

hypersound

hypersound

ГИПЕРЗВУК

высокочастотная часть спектра упругих волн — от 109 до 1012—1013 Гц. По физ. природе Г. ничем не отличается от ультразвука, частоты к-рого простираются от 2
• 104 до 109 Гц. Однако благодаря более высоким частотам и, следовательно, меньшим, чем в области УЗ, длинам волн значительно более существенными становятся вз-ствия Г. с квазичастицами в среде — с эл-нами проводимости, тепловыми фононами, магнонами и др. Г. также часто представляют как поток квазичастиц — фононов.

Область частот Г. соответствует частотам эл.-магн. колебаний дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов (т. н. сверхвысоким частотам — СВЧ). Частоте 109 Гц в воздухе при норм. атм. давлении и комнатной темп-ре должна соответствовать длина волны Г. 3,4
• 10-5 см, т. е. одного порядка с длиной свободного пробега молекул в воздухе при этих условиях. Однако упругие волны могут распространяться в среде до тех пор, пока их длины заметно больше длины свободного пробега ч-ц в газах или больше межат. расстояний в жидкостях и тв. телах. Поэтому в газах (в частности, в воздухе) при норм. атм. давлении гиперзвук. волны распространяться не могут. В жидкостях затухание Г. очень велико, и дальность распространения мала. Сравнительно хорошо Г. распространяется в тв. телах — монокристаллах, гл. обр. при низких темп-pax. Так, напр., даже в монокристалле кварца, отличающемся малым затуханием в нём упругих волн, продольная гиперзвук. волна с частотой 1,5
• 109 Гц, распространяющаяся вдоль оси кристалла при комнатной темп-ре, ослабляется по амплитуде в два раза, пройдя расстояние всего в 1 см. В монокристаллах сапфира, ниобата лития, железоиттриевого граната затухание Г. значительно меньше, чем в кварце. Напр., в ниобате лития Г. ослабляется в два раза на расстоянии 15 см.

Природа гиперзвука. Существует Г. теплового происхождения и искусственно возбуждаемый. Тепловые колебания атомов или ионов, составляющих крист. решётку, можно рассматривать как тепловой шум — совокупность продольных и поперечных плоских упругих волн самых разл. частот, распространяющихся по всем направлениям (см. КОЛЕБАНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЁТКИ). Эти волны при частотах 109—1013 Гц наз. Г. теплового происхождения, или тепловыми фононами. Тепловые фононы в кристалле имеют широкий спектр частот, тогда как искусственно получаемый когерентный Г. может иметь узкую спектр. линию на к.-н. определ. частоте. В жидкостях флуктуации плотности, вызываемые тепловым движением молекул, удобно представить как результат наложения плоских упругих волн, распространяющихся во всех направлениях. Т. о., тепловое движение непрерывно «генерирует» Г. как в тв. телах, так и в жидкостях.

До того как стало возможным получать Г. искусств. путём, изучение Г. в жидкостях и тв. телах проводилось гл. обр. оптич. методом (рассеяние света на Г. теплового происхождения). Было обнаружено, что рассеяние в оптически прозрачной среде происходит с образованием неск. спектр. линий, смещённых относительно частоты падающего света на частоту Г. (т. н. Мандельштама — Бриллюэна рассеяние). Исследования Г. в ряде жидкостей привели к открытию в них зависимости скорости распространения Г. от частоты в нек-рых областях частот (см. ДИСПЕРСИЯ ЗВУКА) и аномально большого поглощения Г. на этих же частотах. Изучение Г. рентг. методами показало, что тепловые колебания атомов в кристалле приводят к диффузному рассеянию рентг. лучей, размазыванию пятен на рентгенограмме, обусловленному вз-ствием рентг. лучей с атомами, и к появлению фона. По диффузному рассеянию можно исследовать спектр гиперзвук. волн и определять модули упругости тв. тел.

Излучение и приём гиперзвука. Совр. методы излучения и приёма Г., так же как и УЗ, основываются гл. обр. на использовании явлений пьезоэлектричества и магнитострикции. Для возбуждения Г. можно использовать резонансные пьезоэлектрические преобразователи пластинчатого типа, к-рые широко применяются в УЗ диапазоне частот, однако для Г. толщина таких преобразователей должна быть очень мала ввиду малости длины волны Г. Поэтому их получают, напр., путём вакуумного напыления плёнок из пьезоэлектрических материалов (гл. обр. из пьезополупроводников CdS, ZriS, ZnO и др.) на торец звукопровода; применяют и магнитострикционные (ферромагнитные) плёнки резонансной толщины (напр., плёнки никеля или пермаллоя).

Используется также метод возбуждения Г. с поверхности диэлектрич. пьезоэлектрич. кристалла, отличный от резонансных методов. Кристалл в виде бруска помещается торцом в СВЧ электрич. поле (в большинстве случаев — в объёмный резонатор). Скачок диэлектрич. проницаемости, к-рый имеет место на границе кристалла, приводит к появлению на его поверхности зарядов, меняющихся с частотой поля и вызывающих переменную пьезоэлектрическую деформацию. Эта деформация распространяется по кристаллу в виде продольной или сдвиговой упругой волны. Аналогично возбуждается Г. с поверхности магнитострикц. кристаллов, в этом случае торец кристалла помещается в СВЧ магн. поле. Однако эти методы генерации и приёма Г. отличаются малой эффективностью преобразования эл.-магн. энергии в акустическую (порядка неск. %). Для генерации Г. всё шире применяются лазерные источники эл.-магн. волн, а также излучатели на сверхпроводниках.

Распространение гиперзвука в твёрдых телах. На дальность распространения Г. в тв. телах, наряду с теплопроводностью и внутр. трением, большое влияние оказывают его вз-ствия с тепловыми фононами, эл-нами, магнонами (спиновыми волнами) и др. В кристаллах диэлектриков, не содержащих свободных носителей зарядов, затухание Г. определяется в осн. его нелинейным вз-ствием с тепловыми фононами. На сравнительно низких частотах действует т. н. механизм «фононной вязкости» (механизм Ахиезера). Он заключается в том, что звук. волна нарушает равновесное распределение тепловых фононов по спектру, и вызванное ею перераспределение энергии между разл. фононами приводит к необратимому процессу диссипации энергии. Этот механизм имеет релаксац. хар-р; роль времени релаксации играет время жизни фонона t=l/с, где l — длина свободного пробега фонона, с — ср. скорость Г. Этот механизм даёт вклад в поглощение как продольных, так и поперечных волн. Он явл. доминирующим при комнатных темп-рах, при к-рых выполняется условие wt<-1 (w — частота Г.).

В области w = 1010—1011 Гц и при низких темп-pax (при темп-ре жидкого гелия), когда wt->1, происходит непосредств. вз-ствие когерентных фононов с тепловыми, к-рое удобно рассматривать в рамках квант. представлений. Вз-ствие когерентного и теплового фононов приводит к появлению третьего, также теплового, фонона и, следовательно, с учётом законов сохранения энергии и импульса — к уменьшению звук. энергии, т. е. поглощению звука (т. н. механизм Ландау — Румера).

При распространении Г. в кристаллах полупроводников (а также и металлов) имеет место вз-ствие Г. с эл-нами проводимости (электрон-фононное вз-ствие). Осн. механизмами здесь явл. эл.-магн., пьезоэлектрич. и магнитоупругая связи, относительный вклад к-рых определяется типом материала. В кристалле ПП затухание и дисперсия Г. происходят в результате его вз-ствия с пространств. зарядами, обусловленными внутр. электрич. полями. В непьезоэлектрич. ПП связь упругих волн с носителями заряда осуществляется гл. обр. через деформац. потенциал. Особый интерес представляет распространение Г. в пьезоэлектрич. материалах (напр., кристаллах CdS), где упругие волны сопровождаются эл.-магн. волнами и наоборот. В этом случае существует также др. механизм электрон-фононного вз-ствия, обусловленный электрич. поляризацией, связанной с акустич. модами колебаний; она может приводить к локальному накоплению заряда и к периодич. электрич. потенциалу. Если к пьезоэлектрич. кристаллу приложить пост. электрич. поле, вызывающее дрейф эл-нов со скоростью, большей скорости упругой волны, то эл-ны будут обгонять упругую волну, отдавая ей энергию и усиливая её (см. АКУСТОЭЛЕКТРОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ). Если же скорость когерентных фононов больше дрейфовой скорости эл-нов, то фононы отдают свой импульс эл-нам, т. е. имеет место акустоэлектрический эффект.

Для металлов характерны те же эффекты, что и для ПП, но из-за большого затухания Г. эти эффекты становятся заметными при темп-рах ниже 10 К, когда вклад в затухание за счёт колебаний решётки становится незначительным. Распространение упругой волны в металле вызывает движение положит. ионов, и если эл-ны не успевают следовать за ними, то возникают электрич. поля, к-рые, воздействуя на эл-ны, создают электронный ток. В случае продольной волны изменения плотности создают пространств. заряд, к-рый непосредственно генерирует электрич. поля. Для поперечных волн изменения плотности отсутствуют, но смещения положит. ионов вызывают осциллирующие магн. поля, создающие электрич. поле, действующее на эл-ны. Т. о., эл-ны получают энергию от упругой волны и теряют её в процессах столкновения, ответственных за электрич. сопротивление. Эл-ны релаксируют путём столкновений с решёткой положит. ионов (примесями, тепловыми фононами и т. д.), в результате чего часть энергии возвращается обратно к упругой волне, к-рая переносится решёткой положит. ионов. Затухание Г. в металлах пропорц. частоте. Если металл — сверхпроводник, то при темп-ре перехода в сверхпроводящее состояние электронное поглощение резко уменьшается. Это объясняется тем, что с решёткой, а следовательно, и с упругой волной взаимодействуют только эл-ны проводимости, число к-рых уменьшается с понижением темп-ры, а сверхпроводящие эл-ны (объединённые в куперовские пары, (см. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ), число к-рых при этом растёт, в поглощении Г. не участвуют. Разрушение сверхпроводимости внеш. магн. полем приводит к резкому возрастанию поглощения.

Пост. магн. поле существенно влияет на движение эл-нов, искривляя их траектории, что сказывается на хар-ре акустоэлектронного вз-ствия в металлах. При этом на определ. частотах упругих волн возможен ряд резонансных явлений, напр. квант. осцилляции (де Хааза — ван Альфена эффект и Шубникова — де Хааза эффект) и акустич. циклотронный резонанс. Изучение затухания Г. в металлах на эл-нах проводимости позволяет получить важные хар-ки металлов (поверхность Ферми, энергетич. щель в сверхпроводниках и др.).

В парамагнетиках прохождение Г. подходящей частоты и поляризации в результате спин-фононного взаимодействия может вызвать изменение магн. состояния атомов. Так, Г. с частотой = 1010 Гц, распространяясь в кристаллах парамагнетиков, помещённых в магн. поле, может привести к избират. поглощению, т. е. акустическому парамагнитному резонансу (АПР). При помощи АПР оказывается возможным изучать переходы между такими уровнями атомов в парамагнетиках, к-рые явл. запрещёнными для электронного парамагнитного резонанса. В магнитоупорядоченных кристаллах (антиферро- и ферромагнетиках, ферритах), помимо рассмотренных выше вз-ствий Г. с в-вом, появляются другие, где играют роль магнитоупругие вз-ствия (магнон-фононные вз-ствия). Так, распространение гиперзвук. волны вызывает появление спиновой волны и, наоборот, спиновая волна вызывает появление гиперзвук. волны. Поэтому в общем случае в таких кристаллах распространяются не чисто спиновые или упругие волны, а связ. магнитоупругие волны.

Взаимодействие гяперзвука со светом. Изменение показателя преломления эл.-магн. волны под действием упругой волны, а также возникновение упругой волны под действием эл.-магн. волны в результате эффекта электрострикции может быть представлено как фотон-фононное вз-ствие. Примерами такого вз-ствия явл. дифракция света на ультразвуке, а также спонтанное и вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна. На частотах Г. преобладает т. н. брэгговская дифракция, при к-рой для дифрагиров. света наблюдаются только нулевой и первый порядки. Поскольку упругие волн. фронты, на к-рых рассеивается свет, движутся со скоростью звука, частота дифрагиров. света равна W-w (стоксова компонента) либо Wi+w (антистоксова компонента), где W — частота падающего света, w — частота Г. Этот процесс можно представить как рассеяние фотона на фононе, при этом знак «-» соответствует испусканию фонона, а знак «+» — поглощению.

При мандельштам — бриллюэновском рассеянии механизм вз-ствия света с тепловыми колебаниями крист. решётки (тепловыми фононами) явл. таким же, как и для рассмотренного выше случая дифракции света с искусственно возбуждённым Г. (когерентными фононами), однако в этом случае свет рассеивается во всех направлениях. При достаточно больших интенсивностях, когда напряжённость электрич. поля в падающей световой волне =104—108 В/см, это поле может влиять на гиперзвук. волну, на к-рой происходит рассеяние, обеспечивая непрерывную подкачку в неё энергии. В результате происходит генерация интенсивного Г.— т. н. вынужденное мандельштам — бриллюэновское рассеяние.

Св-ва Г. позволяют использовать его для исследования состояния в-ва, особенно в физике тв. тела. Существенную роль играет использование Г. для т. н. акустич. линий задержки в области СВЧ, а также для создания устройств акустоэлектроники и акустооптики.

ГИПЕРЗВУ́К -а; м. Физ. Звуковые колебания сверхвысокой частоты.

◁ Гиперзвуково́й, -а́я, -о́е. Г-ые волны.

* * *

упругие волны с частотами f порядка 10⁹—10¹³ Гц. По физической природе гиперзвук не отличается от ультразвука (f ≈ 2·10⁴—10⁹ Гц). Тепловые колебания атомов вещества — естественный гиперзвук, искусственно гиперзвук генерируют с помощью специальных излучателей. В кристаллах гиперзвук распространяется до f ≈ 10¹²—10¹³ Гц. В воздухе при нормальных условиях гиперзвук не распространяется вследствие сильного поглощения.

* * *

ГИПЕРЗВУ́К, упругие волны с частотами f порядка 10⁹ — 10¹³ Гц. По физической природе гиперзвук не отличается от ультразвука(см. УЛЬТРАЗВУК) (f » 2·10⁴ — 10⁹ Гц). Тепловые колебания атомов вещества — естественный гиперзвук, искусственно гиперзвук генерируют с помощью специальных излучателей. В кристаллах гиперзвук распространяется до f » 10¹² — 10¹³ Гц. В воздухе при нормальных условиях гиперзвук не распространяется вследствие сильного поглощения.

(от греч. hyper - над, сверх) - упругие волны с частотой, превышающей 1 ГГц (в кристаллах - до 1 - 10 ТГц).

hypersound

* * *

hypersound

* * *

hypersound

м.

ipersuono m

упругие волны с частотами f порядка 10⁹-10¹³Гц. Г. представляют также как поток квазичастиц - фононов. По физ. природе Г. не отличается от ультразвука (f = 2 х 10⁴-10⁹ Гц). Тепловые колебания атомов в-ва - естественный Г.; искусственно Г. генерируют с помощью спец. излучателей. В воздухе при норм, условиях Г. не распространяется вследствие сильного поглощения; в жидкостях затухание Г. также очень велико. Сравнительно хорошо Г. распространяется в монокристаллах (особенно при низких темп-pax), напр., при комн. темп-ре амплитуда гиперзвуковой волны с частотой до 1,5 х 10⁹ Гц ослабляется в 2 раза, пройдя расстояние 1 см в кварце и 15 см в ниобате лития.