личение при этом таково, что позволяет видеть смещения ато-
мов, величины которых меньше диаметра самого атома.
19.4.3. Если две решетки из равноудаленных параллельных
прямых, несколько отличных по вельчине шага, двигать одну от-
носительно другой в направлении, перпендикулярном линиям, то
полосы муарового узора будут двигаться со скоростью гораздо
большей, чем относительная скорость движения самих решеток.
При этом направление их движения совпадает с направлением от-
носительного смещения решетки с меньшим шагом. Таким образом,
малое перемещение одной из решеток приводит к значительному
перемещению полос муара, которое легко обнаружить и измерить.
А.с. 297 861: Способ определения деформаций по картине
муаровых полос, отличающийся тем, что с целью повышения точ-
ности измерения деформаций, определяют отношение скоростей
взаимного премещения деформированной и эталонной сеток и ско-
рости перемещения муаровой полосы и по величине этого отноше-
ния судят о величине деформаций.
Описанное проявление муарового эффекта издавна использу-
ется во всех измерительных приборах, обладающих нондусом, та-
ких, как микрометр или штангенциркуль.
19.4.4. С помощью эффекта муара можно визуализировать
ничтожные изменения показателя преломления прозрачных сред,
помещая их между решетками. Так, например, можно визуально
изучить динамику расстворения двух веществ.
19.4.5. Этот же принцип позволяет производить экс-
пресс-анализ качества оптических деталей. Линзы помещают меж-
ду решетками, наличие выпуклой линзы увеличивает элементы му-
арового узора, вогнутой - уменьшают. При этом обе линзы
поворачивают узор в противоположных направлениях на угол,
пропорциональный фокусному расстоянию. В местах неоднороднос-
тей структуры или формы линз линии узора искажаются.
Еще пример контроля оптики!
А.с. 515 937: Интерференционный способ измерения клино-
видности оптических прозрачных пластин, заключающийся в том,
что пучок света от лазера фокусирует с помощью обьектива в
плоскость отверстия в экране, за которым установливают конт-
ролируемую пластину, отличающийся тем, что с целью повышения
точности и производительности измерений, от контролируемой
пластины при ее фиксированном положении получают прозрачную
копию интерференционных колец, поворачивают пластину в ее
плоскости на 180, накладывают интерференционную картину на
копию и по ширине муаровых полос, образовавшихся от наложе-
ния, измеряют клиновидность платины.
Множество муаровых узоров можно получить, совмещая ре-
шетки, образованные самыми различными линиями, например кон-
центрическими окружностями, спиралевидными волнообразными или
радиально исходящими из точки линиями и даже семействами рав-
номерно расположенных точек. Таким образом можно моделировать
многие сложные физические явления, такие, как взаимодействие
электростатических полей, интерференция волн и другие. Подоб-
ными методами решаются некоторые задачи архитектурной акусти-
ки.
В Японии предложено использовать муаровый эффект для
составления топографических карт предметов. Обьект фотографи-
руют через решетку из тонких нитей, сбрасывающую на него чет-
кую тень. Тень деформируется в соответствии с рельефом обьек-
та и при взаимодействии ее с реальной решеткой возникает
муаровый узор, наложенный на изображение обьекта. На фотогра-
фии расстояние между линиями муара соответствует глубине
рельефа. Такой метод очень эффективен, например, при изучении
деформации быстровращающихся деталей, при анализе обтекания
тел поверхностным слоем жидкости в медицинских исследованиях
анатомического характера.
Универсальность метода муара, простота преобразования с
его помощью различных величин, близка к ИКР, высокая разреша-
ющая способность - все это говорит о том, изобретатели еще не
раз обратятся в своей практике к муаровому эффекту.
19.5. Высокодисперсные структуры.
Одной из тенденций развития технических систем является
увеличение степени дисперсности входящих в них веществ. При
этом наблюдаются качественные изменения свойств дисперсной
структуры по сравнению со свойствами монолитного нераздроб-
ленного вещества.
Высокодисперсные структуры подразделяются на сыпучие,
консолидированные и коллоидные. Из сыпучих порошков особый
интерес представляют ферромагинтные порошки, так как ими лег-
ко управлять магнитным полем (1), и их можно вводить ввиде
индикаторных добавок в немагнитные вещества с целью выяснения
условий действующих внутри исследуемого вещества (температу-
ры, давления и т.п.).
А.с. 239 643: Способ определения степени затвердевания
полимерного состава. В полимер в небольшом колличестве вводят
ферромагнитный порошок. Полимер затвердевая сдавливает части-
цы порошка, который при этом меняет свои магнитные свойства,
что легко обнаружить.
19.5.1. Консолидированные тела - это тела, полученные
путем прессования или спекания мелкого порошка (размеры час-
тиц от 10 до 100 мкм). Консолидированные тела обнаруживают
много интересных свойств (2), отличающих их от сплошного те-
ла, состоящего из того же вещества. Например, при консолиди-
ровании порошка путем прессования можно получить анизотропные
тела, несмотря на то, что вещество, составляющее частицы ве-
щества, изотропно. Параметры такого консолидированного тела
(электропроводность, теплопровоность, распространение звука,
модуль упругости и т.п.) в направлении прессования выше, чем
в сплошном теле из того же вещества, причем все свойства из-
меняются практически на один и тот же масштабный коэффициент
пропорциональности. Зная, в каком масштабе искажена одна из
условных характеристик пористого образца (например, электроп-
роводность), можно легко определить масштабы искажения и дру-
гих характеристик этого образца (теплопроводности, скорости
звука, модуля сжатия, коэффициента Пуассона и т.д.), а зна-
чить легко можно определить и сами характеристики данного об-
разца. Контролируя какую-нибудь из легкоизмеряемых характе-
ристик пористого тела в процессе его консолидации можно
однозначно определить изменения интересующих нас других его
характеристик.
19.6. Электрореологический эффект.
Электрореологическим эффектом называется быстрое обрати-
мое повышениеэффективной вязкости неводных дисперсных систем
в сильных электрических полях (3).
Электрореологические супсенции состоят из неполярной
дисперсной среды и твердой дисперсной фазы с достаточно высо-
кой диэлектрической проницаемостью. Дисперсными средами могут
служить неполярные или слабополярные органические жидкости с
достаточно высоким электрическим сопротивлением (порядка 10
ом.см). Например, светлые масла (валелиновое, трансформатор-
ное, растительные мала (косторовое), диэфиры (дибутилсебаци-
нат), нефтановые углеводороды (циклогексан), керосин, загу-
щенный малыми добавками полиизобутилена. В качестве
дисперсной фазы широко применяется кремнезем в различных мо-
дификациях. Размеры частиц не более 1 мкм.
Электрореологический эффект не проявляется заметно
вплоть до некоторой пороговой напряженности электрического
поля. Величина ее зависит от состава суспензии и температуры.
После достижения значения Eкр эффективная вязкость растет
приблизительно квадратично, но не до бесконечности, а до ее
насыщения.
Эффект наблюдается и в постоянных и в переменных полях.
При увеличении частоты поля кажущаяся вязкость вначале оста-
ется неизменной, затем падает. Вид зависимости эффекта от
частоты зависит от состава дисперсной системы.
Электрореологические суспенсии весьма чувствительны к
изменениям температуры. Нагрев снижает абсолютную величину
эффективной вязкости системы. С ростом температуры влияние
электрического поля постепенно невилируется.
19.7. Реоэлектрический эффект.
Под действием сдвига в так называемых электрочувстви-
тельных дисперсных системах происходят изменения диэлектри-
ческой проницаемости, электропроводности и тангенса угла диэ-
лектрических потерь. Такие изменения диэлектричеких
параметров предложено называть реоэлектрическим эффектом.
Важное значение реоэлектрического эффекта для практики связа-
но с возможностью получения на его основе электрически ани-
зотропных материалов, в частности электронов. Если частицы
дисперсной фазы несут заряд преимущественно одного знака, в
концентрированных системах при наложении электрического поля
наблюдается электросинерезис - сжатие структурного каркаса в
целом у одного электрода и выделение дисперсной среды у дру-
гого.
В суспезиях, если частички несут положительный или отри-
цательный заряд, под влиянием электрического поля протекает
электрофорез (см.12) и соответственно на катоде или на аноде
осаждается слой дисперсной фазы. Это свойство используется
для создания информационных табло и экранов отображения -
плоских устройств для показа картин с помощью дисперсных сис-
тем, прозрачность которых изменяется под влиянием электричес-
кого поля.
Области возможного практического применения электрорео-
логического эффекта чрезвычайно разнообразны и широки:
1. регулирование движения жидкости, прокачиваемой через
узкий канал;
2. конструкции муфт сцепления, тормозов и других фрикци-
онных устройств;
3. зажимные и фиксирующие устройства ( если пленку
электросвязкой жидкости нанести на тонкую пластину диэлектри-
ка, с другой стороны которого располагаются электроды, соеди-
ненные с источником одно или трехфазного тока, то электропро-
водный эффект, установленный на пластине, будет жестко
зафиксирован "затвердевший" пленкой при наложении достаточно
интенсивного электрического поля);
4. жидкие электрогенераторы, преобразователи тока;
5. электрокинетические весы, примеры использования
электрореологического эффекта подробно рассмотрены в (3).
19.8. Жидкие кристаллы.
Представим себе жидкость, молекулы которой имеют удли-
ненную палочкообразную форму. Силы взаимодействия "выстраива-
ют" их параллельно друг другу и ведут они себя как обычные
молекулы жидкости, но с учетом единственного ограничения -
при всех перемещениях должно сохраняться (в целом) некоторое
выделенное направление длинных осей. У такой жидкости будут
различные оптические и другие характеристики (например, теп-
лопроводность) в различных направлениях, т.е. они будут ани-
зотропной. А ведь анизотропия всегда считалась отличительной
чертой кристаллического состояния!
Жидкость, описанного выше типа, принадлежит обширному
классу веществ, называемых нематическими жидкими кристаллами.
Слово "немос" по-гречески "нить", и, действительно, молекулы
таких жидких кристаллов напоминают бусинки, укрепленные на
нити.
Возможны и другие типы молекулярной архитектуры, создаю-
щие анизотропию. Укладка молекул слоями и пачками приводит к
еще одному классу жидких кристаллов - сметическим. Такая упа-
ковка молекул создает анизотропию не только оптических, но и
механических свойств, посколько слоя легко смещаются относи-
тельно друг друга. Название этой группы связано с греческим
словом "смектос" (мыло). Такое расположение молекул характер-
но для мыльных растворов, эмульсий и т.д.
Третьим распространенным типом жидких кристаллов являют-
ся холестерические, в которых молекулы укладываются в плос-
костях подобно описанным выше нематическим кристаллам, но са-
ми плоскости повернуты друг относительно друга. Вектор,
