KUNDT の方法による超音波の映像

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奈良教育大学学術リポジトリNEAR

KUNDT の方法による超音波の映像

著者岡崎良吉

雑誌名奈良学芸大学紀要

巻 4

号 2

ページ 35‑39

発行年 1954‑12‑25

その他のタイトル Image of Ultrasonic Wave by Kundt's Method URL http://hdl.handle.net/10105/5040

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KUNDTの方法による超音波の映像

岡崎艮

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^口 ^{（物理学教室）}

（昭和29年9月1日受理）

Ry6kichiOKA払Kl：Image of Ultrasonic Waveby Kundt′s Method

l 緒言

透明な媒質中を超音波が伝播しているとき、この音波の映像を振るにはシュリーレン法その他いくつかの改良法が考えられているが、筆者は古くより可聴音波に用いられてレ、る KuIlt1tの方法を応用して、明瞭な超音波の映像を得ることができたので、その結果を報告する。仮りにこれ

を細末法としておく。

2 実験装置及方法

実験装置はPig・1のような水槽中に超音波発生用水晶板を患く。この水晶板は変圧器油の入

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った箱の中に支えられ、また箱には窓をあけてセロファンがはってある。水晶板には閏板型 Ⅹ−Cut を使ったので、これからの円塔形be鋸Ⅱの中央部がガラス坂上を通るように、ガラス板をおき、その高さを調制した。ガラス坂上には予めいろいろの粉末を撒布しておく。音源から超音波のinlPlllseを送り、反射板で適当に定常波をつくると、粉末は波のno壷のところに集って、波の進行状態が現われる。水槽の底にはガラス板をはり、光浜・コンデンサー・レンズ・印画紙（引仲用）などを図示のように配置して、名演の映像を撮ることができる。

実検に使用した水晶仮は厚さ1−−1111のX−Clltで、ゴA3 2個を使った梶山回路により、昌強度はプレート一次意匠を加減して広い範周に変えられるようにした。音強度が強くi−llPul恥が長いと、音波の進行流龍よって粉末が流され波形が崩れてくる。反対に音強度が弱く、imPulse が短いと、波形が現われにくい。また波形の明瞭度やde紬ilは粉末の大きさや撒布度によっても

影響される。みがき砂（径30〜70！￡）、ガラス研磨用金銅砂（径5〜15〃）について調べた。

結果は細い粉末がよい。また一様にうすく撒布するのがよい。

一回のimPulseでは充分波形が現われないから、数回一教10回問3扇をおいて送る。閲偏が凄近しているときも進行流によって粉末が流される。但し撒布康一様なら音波の強い部分から速く

奈良県学芸大学紀要第4巻第2号昭和29年12月20日

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ぐ；li）岡崎良 ^士

［コ

波形が現われるから、音強度の分布伏態をしらべるためなら、imIⅢlseの回教を種々に変えたものをくらべることも必要である。

3 実験結果

（1）Pig・2は径恥1m の東銀樺にリ50kc の音波を当てた場合、そのまわりの音波の様子を示している。何れも後方に斥射坂を患いて定常波ができるようにした。（a）はみがき砂50／l前後のものを使い、（h）は金銅砂1恥前後のものを使った。粒子が粗いと比較的音波の強い部分だけがあらわれ、粒子が細いと音波の弱いところもよくあらわれる。また（b）Pは試料の前面から反射した球面波と、接に患レーた反射板からの平面波との干渉横領が出ている。

（2）Pig．3は細隙から出る音波の進行状態を細隙の後方32mmのところに反射板をおいた場合（a）と、おかない場合（b）（20cnlのところに弱い反射画がある）とにつき比較した．定常波ができにくいと粉末は頚己列しにくい。しかしこうすると却って音の強い部分がよくわかる。

（3）Pig」はコルクに音波をあてた場合、その変わりの波の状態を示す。この場合もコルクの面での反射曲面波と後方反射画による反射平面波との干渉が現われている。また後方の音波の蔭の部分、音波の蔽えの姐折があらわれている。

㈲ Pig．5スリットの形によっで音波の bJam 叫幅が臭ってくる。また両側に姐折渡がでている（Pig．3（a）と比較）

（5）Pig．Gは円柱凹面鏡（鋼板）による反射の様子を示す。（a）（b）は1持Okc、（C）は2850kc

（3倍の振動）の音波を使ったもので、焦点や反射の微細な構造があらわれている。

右￣丁茹「寓言怒し6）Pig・7は細隙を通過した音波の姐鵜

Fig7〔a）

細隙幅

D＝8．2111m

波長

A＝0．75Illm

2 炎明：線

3 次明線 4 次明線う吹明線 ZE 均

Dに対する比衷1 表1、表コに示すように業際の寸法よりも′1、さく

なる。これは細隙の両壁による斥射波の影響と考えられる。

細隙を遠のくほど明線が中央部に曲ってをでいる。その割合は編隊が鋭いほど、編隊を通る中心線を遠のいた明線ほど著しいように思われる。こ

16 25 40 55

上、ig（II）

細隙幅

Dニラ111111 渡養え＝0．7ヲnlm

示したもので、これでは主b渦m以外に2 次、3次の麺折beamがあらわれている。

このbeanユについて麹折角β及び波長Aを 4・2 測定し

南山佃＝〇m＋1）÷…・‥明晩 dsIlie＝21n手・‥‥‥…・暗線から（tを求めると

極帽の趣く近く1−11Iu［細隙より1ぐIn

0．69

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KtTNDTの方法による超音波の映像ぐ；T）

れは中心線を遠のいたところでは反射波の影響で波長が長くあらわれ、理論上よりの廻折角よりも小さい角のところで明暗があらわれると考えれば説明がつく。

、

このほか廻折球面波と反射平面波との干渉による唱服の練があら．われ夷酸は非常正複雑になる。

Pig．月（8）（りはこのような場合のものを示した。

（のまた主l−9mの廻折角βを測り、

sniβ＝1・22寺

よりdを：求めると表3のように殆ど実寸法と等しくなる。

これらの軍験から超音波の性質を正確に判断するには、なお多くの実験が必要であるが、この報告では音波の映像を得るに、このように有効である証拠として例示した。

4 結論超音波映像の細末法には次のような特徴がある。

（1）装置や操作が極めて簡単で僅かな注意でよい結果が得られる。

（2）音強度の違いが比較的よくあらわれてくる。

廟粉末の大きさの検討、均一に撒布する方法、反射板の形、距離の調節などな患研究する余地がある。

㈲この方法を更に拡張して‰1、dL・lなどを使い、立体的な映像を得ることも不可能ではないように思われる。

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