Отражения преломления

Применительно к поверхностной плотности потока эффективного излучения в точке М имеет место следующее интегральное уравнение при произвольных характеристиках отражения поверхности (рис. 17-14) [Л. 153]:

На рис. 12.7 показаны устройство фоторезистора и схема его-включения. Чувствительный элемент фоторезистора представляет собой брусок или пленку монокристаллического или поликристаллического полупроводника с двумя омическими контактами. Он подключается к источнику смещения V0 через нагрузочное сопротивление /?н. Толщина чувствительного элемента должна быть достаточно большой, чтобы в нем поглощался практически весь свет W0 (1 — г), прошедший через освещенную поверхность (W0 — мощность падающего света; г — коэффициент отражения поверхности).. Это требование легко выполнить для собственных фоторезисторов. и часто трудно выполнить для примесных. Если оно выполнено, то< число носителей (или пар носителей при собственном поглощении),. генерируемых светом в единицу времени в чувствительном элементе при К < Яшах, будет равно

Характер протекания этих процессов зависит от свойств обрабатываемых материалов (коэффициента отражения поверхности на длине волны излучения, температуропроводности, теплопроводности, удельной теплоты плавления и испарения, температуры плавления и испарения, плотности материала и т. п.).

нии 4; автоматического ключа реверсивного двигателя 5 для выключения двигателя при поступлении на вход одновибратора полезного сигнала или помех; реле времени 6 для включения звукового или светового сигнала 7; импульсного вольтметра 12 для измерения напряжения сигналов до ограничения и после него, что позволяет правильно настроить сигнализирующее устройство по коэффициенту оптического отражения поверхности образца в начале испытания. Кроме того, в электрическую схему устройства входят каскад питания устройства сигнализации 8, лампа накаливания 9 со стабилизатором 10, реверсивный двигатель поискового механизма // и каскад питания поискового механизма 13. Отраженный поверхностью вращающегося образца" свет

прерывного действия [34]. Пример такого калориметра представлен на рис. 61. Применение двух датчиков объясняется необходимостью компенсации условий окружающей среды. Еще один калориметр, позволяющий проводить измерения без калибровки, изображен на рис. 62. Излучение почти полностью поглощается поверхностным слоем А12О3 на алюминиевой пластине. Энергия излучения рассчитывается непосредственно по повышению температуры алюминиевой пластины с известной теплоемкостью. В данной конструкции калориметра потеря энергии на конвекцию и излучение пренебрежимо мала. Благодаря тому что чувствительность на поверхности калориметра практически равномерная, с его помощью можно измерять энергию неоднородных пучков [34]. Применение двух алюминиевых пластин необходимо для компенсации колебаний температуры воздуха. Коэффициент отражения поверхности калориметра для длины волны А,= 1,06 мкм составляет 0,01—0,03. Прибор позволяет определять энергию лазерного импульса длительностью 1 не при средней плотности энергии в импульсе 10 МДж/см2.

Величина pv(s', s) называется индикатрисой отражения поверхности и является радиационной характеристикой данной границы раздела двух сред (рис. 1-7). Она зависит от оптических свойств граничащих сред, характера шероховатостей границы, частоты излучения, проходящего через границу, и двух направлений (падающего s' и отраженного s) лучей.

спектральная индикатриса отражения поверхности

где V — объем поглощающей и рассеивающей среды; F — ограничивающая объем замкнутая поверхность; М' и М — рассматриваемые точки в объеме М ' б V и на граничной поверхности М б F; Р' и Р — текущие точки в объеме Р' б V и на граничной поверхности Р б F; & (М') = а (М') + р (М') — коэффициент ослабления среды в точке М', равный сумме коэффициента поглощения а (М') и коэффициента рассеяния р (М') в этой же точке; R (М) = 1 — А'(М) — коэффициент отражения поверхности в точке М; А(М) — степень

где рк — коэффициент отражения камеры; Рп — коэффициент отражения поверхности облучения изделий; г> — доля потока, отраженного камерой. Обычно 1ф=0,7-:-0,8; рк=0,2; рп=0,5.

Процессы ЛТО определяются взаимодействием лазерного облучения с материалом, которое зависит от оптических и теплофизических свойств обрабатываемых материалов: коэффициента отражения поверхности, теплопроводности, температур плавления и испарения и т. д.

Процессы ЛТО определяются взаимодействием лазерного облучения с материалом, которое зависит от оптических и тешюфизи-ческих свойств обрабатываемых материалов: коэффициента отражения поверхности, теплопроводности, температур плавления и испарения и т. д.

Книга посвящена акустическим методам и средствам неразрушающего контроля и охватывает задачи дефектоскопии, контроля физико-механических свойств материалов, измерения размеров объектов контроля. Для обоснованного изложения методов и средств контроля в книге рассмотрены физические основы излучения, приема, распространения, отражения, преломления и дифракции акустических волн. Главное внимание уделено физике процессов, не применяется сложный математический аппарат. Основное внимание уделено методу отражения, получившему наиболее широкое распространение в практике неразрушающего контроля. Более кратко изложены методы прохождения, свободных и вынужденных колебаний, акустической эмиссии. Рассмотрело-, использование методов контроля металлов и сплавов (литья, поковок, проката, сварных соединений), неметаллов и МНПГПРЛПЙНЫУ конструкций Для двух последних отмечается возможность использования специфических низкочастотных ме-

Рис. 1.14. Углы отражения, преломления продольной волны с углом наклона к (а) и коэффициенты прозрачности (б) поверхности до 20°, например в раз-для границы оргстекло — сталь, разде- дельно-совмещенных преобразовате-ленные слоем масла толщиной б (доли лях.

Распространение В. связано с переносом ими энергии (см. Пойнтинга вектор, Умова вектор). При этом возможны явления отражения, преломления, дисперсии, интерференции, дифракции, поглощения и рассеяния волн.

Радиоволновой неразрушающий контроль основан на анализе взаимодействия электромагнитного излучения радиоволнового диапазона с объектом контроля. На практике наибольшее распространение получили сверхвысокочастотные (СВЧ) методы, использующие диапазон длин волн от 1 до 100 мм. Взаимодействие радиоволн может носить характер взаимодействий только падающей волны (процессы поглощения, дифракции, отражения, преломления, относящиеся к классу радиооптических процессов) или взаимодействия падающей и отраженной волн (интерференционные процессы, относящиеся к области радиоголографии). Кроме того, в радиодефектоскопии могут использоваться специфические резонансные эффекты взаимодействия радиоволнового излучения (электронный парамагнитный резонанс, ядерный магнитный резонанс и др.). Использование радиоволн перспективно по двум причинам: расширения области применения диэлектрических, полупроводниковых, ферритовых и композитных материалов, контроль которых другими методами менее эффективен; возможности использования особенностей радиоволн диапазона СВЧ.

ших через материал или отраженных от него. При этом меняются амплитуда, фаза, поляризация волн, коэффициенты отражения, преломления. Структурные дефекты обнаруживают также, используя явление рассеяния, дифракции и интерференции. Если размеры неоднородностей невелики по сравнению с рабочей длиной волны, то основную роль при их обнаружении играют рассеяние и дифракция. Чувствительность дефектоскопа определяется, прежде всего, рабочей длиной волны. Теоретически, чем короче длина волны, тем вероятнее надежное выявление более мелких структурных элементов. Однако практически выбор рабочей длины волны определяется не только этим, но и другими факторами: при укорочении волны возрастают поглощение (рассеяние) в среде и относительная допустимая неоднородность материала, выражаемая через отношение Дя/я. Поэтому оптимальную рабочую длину волны находят теоретически и экспериментально. Чувствительность также зависит^ от выбранного метода и схемы прибора, реализующего метод, от типа и размеров антенн и т. д. Анализ многочисленных работ показывает, что при прочих равных условиях повышение надежности контроля связано с применением в дефектоскопии методов корреляционного анализа и синхронного накопления, а также методов многопараметрового контроля.

Акустические (ультразвуковые) методы контроля основаны на исследовании процесса распространения и взаимодействия (отражения, преломления, поглощения и рассеяния) упругих колебаний в контролируемом изделии.

Рис. 5. Схемы отражения, преломления и трансформации ультразвуковых волн на границе раздела двух твердых сред:

углы падения, отражения и преломления связаны следующими

=—^~> 1гДе сь c' и сь c<— скорости распространения продольных и поперечных волн соответственно в первой и второй средах; а/( at и Р/, р^ — соответственно углы преломления и отражения продольной и поперечной волн (р/ = Р)].

Знать истинную природу света не обязательно для объяснения оптических явлений поляризационно-оптического метода. Как волновая, так и электромагнитная теории достаточны для объяснения явлений отражения, преломления и поляризации. В обоих случаях один вектор, перпендикулярный направлению распространения света, достаточен для описания оптических явлений. Световой вектор в волновой теории определяет направление и амплитуду колебаний частиц эфира. В электромагнитной теории за световой вектор можно выбрать как электрический, так и магнитный векторы.

— отражения, преломления, обратимости 222