Резонансный метод исследования строительных материалов — страница 2

  • Просмотров 254
  • Скачиваний 4
  • Размер файла 23
    Кб

электромагнитное излучение. Частоты электромагнитных волн простираются от 102-108 Гц (радиоволны) до 109-1011 Гц (радиоволны СВЧ), 1013-1014 Гц (инфракрасный свет), 1015 Гц (видимый свет), 1015-1016 Гц (ультрафиолетовый свет), 1017-1020 Гц (рентгеновское излучение) и 1020-1022 Гц (g-излучение). В зависимости от диапазона частот используют различные способы генерации (радиопередатчики, лампы накаливания, рентгеновские трубки, радиоизотопы и т.д.) и

детектирования (радиоприемники, болометры, фотоэлементы, фотопленки, счетчики Гейгера и т.д.). Таким образом, появились такие разные области физики, как радиоспектроскопия, оптическая спектроскопия, рентгеновская спектроскопия, g-спектроскопия. Хотя во всех этих областях изучают резонансное взаимодействие электромагнитного излучения с веществом, природа такого взаимодействия различна. Резонансные методы, пожалуй, можно

отнести к наиболее чувствительным и точным методам исследования вещества. С их помощью был получен большой объем ценнейшей информации о химическом составе, структуре, симметрии и внутренних взаимодействиях между структурными единицами вещества. ЭЛЕМЕНТАРНОЕ ОПИСАНИЕ РЕЗОНАНСА Классическое описание резонанса сводится к решению задачи об одном или нескольких линейных гармонических осцилляторах [1]. Собственные колебания

такого осциллятора вызываются начальным толчком и действием возвращающей силы, пропорциональной отклонению m от положения равновесия, и могут быть описаны уравнением где m - масса колеблющейся частицы, w0 - круговая частота собственных колебаний. Решение этого уравнения x = A cos (w0t + j) описывает гармонические колебания. Если осциллятор подвержен действию периодической внешней силы F = F0 cos wt и силы трения (сопротивления),

пропорциональной скорости , то уравнение движения имеет вид Решение этого дифференциального уравнения, описывающее установившиеся колебания, есть x = x0 cos (wt + j), где амплитуда и фаза определяются соответственно как Зависимость (3) амплитуды колебаний x0 от частоты w представлена на рис. 1 при разных значениях добротности Q = w0 / g. Чем больше добротность, тем острее резонансный пик зависимости x0(w). Полуширина пика связана с

добротностью Dw = w0 / Q. Высокая добротность способствует разрешению близких резонансных пиков. При квантовом описании колебательная система характеризуется набором разрешенных квантовыми законами значений энергии (энергетическим спектром). Этот спектр (или его часть) для систем связанных частиц может носить дискретный характер. Переменное электромагнитное поле частоты n можно также рассматривать как совокупность фотонов с