akusztikus relaxáció
Glossary of Physics
Akusztikus Relaxációs - termodinamikai helyreállítási folyamat. egyensúlyi közepes to-Roe felbomlott miatt nyomás és hőmérséklet-változások során a folyosón a hanghullámok. Ultrahangos relaxáció - visszafordíthatatlan folyamat, a rum energia postupat. mozgás a molekulák vagy ionok a hanghullám áthalad a ext. fokú szabadságot izgalmas számukra, ahol az akusztikus hullám energia csökken, t. e. hangelnyelési bekövetkezik. Ultrahangos relaxációs és mindig kíséri a hangot diszperziós.
A legegyszerűbb formája akusztikus pihenés - relaxációs intramolekuláris gerjesztés vagy pihenés Kneser. Ilyen akusztikus pihenés következik be, pl. A kétatomos és poliatomos gázok, ahol az energia postupat. a molekulák mozgása a hanghullám halad az energia járó kolebat. és forgatagában. szabadsági fok a molekulák, azaz a. e. megváltoztatja lakott örvény. és kolebat. szinteket. Más típusú akusztikus relaxáció: szerkezeti relaxáció folyadékok, egy raj akusztikus. hullám kezdeményezi változás egy helyen az alacsony érdekében a folyadék molekulák; Chem. relaxáció, ha egy raj hatása alatt hang eltolódik az egyensúly a kémiai. reakciót. A szilárd test hanghullám megtöri az egyensúlyi megoszlása fonon. ami a pihenést. folyamatok meghatározó rács felszívódását hang. Az egyik típusú akusztikus relaxáció szilárd - relaxációs december kristályrács hibák - mind a pont és lineáris (diszlokációk). mozgásával kapcsolatos hatására mechanikai hibákat. hangsúlyozza, hogy a rugalmas hullám. Ha a hang terjedési fémek és félvezetők zavart egyensúlyi megoszlása a vezetési elektronok, ami szintén a relaxációt és a kiegészítésére. hangelnyelési.
Ahhoz, hogy leírja a rendszer eltérést egyensúlyi adjuk komplement. x paraméter, k-nek, attól függően, hogy milyen típusú a pihenést. folyamat lehet december nat. értelemben (pl. x értéke lehet leírni az eltérés a koncentrációja gerjesztett molekulák egyensúlyi, a változás a populációk szintek a két-szintű rendszer, a koncentráció az egyik komponens Chem. reagáltatjuk a kémiai. relaxációs és m. o.). tekinteni, mint „külső”. Ahhoz, hogy írja le a terjedési hang közegben relaxáció paraméterek, például a nyomás, sűrűség és ütemét-pa, és a „belső”. x paraméter, a változás-cerned idővel leírja, hogyan ur-Niemi
ahol m - a relaxációs idő, x0 - az egyensúlyi érték az x paraméter.
A hangnyomás p Hangszóró. hullám terjesztő közegben relaxációs, ez egyenlő az összege a nyomás p0. Ez okozta egyedül a sűrűség és a további nyomást jelenlétéből adódó, a pihenést. folyamatot. Ez a járulékos nyomást eltolt fázisban képest változások sűrűsége, ami kiegészíti. (Relaxáció.) Hangelnyelés. A egyenlet megoldása (1) a harmonikus. hullámok látható, hogy a különböző frekvenciájú hang eltérést x az egyensúlyi érték különböző, így a további nyomás ugyanaz a sűrűsége eltér a különböző frekvenciákon. Ennek megfelelően a hang sebessége is függ a frekvencia, azaz a. E. Mivel a relaxáció az akusztikus hangsebesség diszperziós bekövetkezik. A változás következik be a frekvencia max. értékek magas frekvenciákon, ha az egyensúlyi folyamat nem tud lépést tartani a sűrűség változások alacsony. c0 értékek alacsony frekvencián, ha a teljes egyensúly hozható létre sűrűségben ingadozások és a túlnyomás dp = 0.
Elszámolása pihenés közben hang terjedési egyenértékű bevezetése komplex tömöríthetőséget. A hullám száma k a hanghullám van társítva a frekvencia w által kapcsolatban
hanghullám sebessége és a megfelelő együtthatókat. pihenést. ap abszorpciós gyakoriságától függően kifejezett közelítő F-Lamy
Ha hangelnyelési hullámhosszon kis (ap l 1), a szórás, a hang terjedési sebessége alacsony, tehát. E., Mivel ez a helyzet a legtöbb relaksats.protsessov. A hangsebesség és az együtthatók. felszívódását hang a közegben relaxációs összekapcsolt Kramers - Kronig kapcsolatban.
Ábra. 1. A függőség a tér a hangsebesség frekvencia 2 W egy relaxációs folyamat, WR = = 1 / T.
Attól függően, hogy a hangsebesség, és az együtthatók. abszorpciós frekvencia függvényében Egyetlen pihenést. folyamat egyetemes függetlenül nat. mechanizmus-Ing alapjául szolgál akusztikus relaxációs (ábra. 1 és 2). Hatás a relaxációs akusztikus felszívódását és a hang sebessége függ a kapcsolat a hullám során, és a relaxációs idő, t. E. Nagysága a WT az égnek jellemzi fokát helyreállítása egyensúlyt. Minél kisebb a WT, a teljes egyensúlyi van ideje, hogy visszaszerezze az időszakban a hullám. Alacsony frekvenciák, azaz. E. A WT1, a kiegészítő abszorbancia leírható bevezetésével ömledék viszkozitást eff. tényező értéke. ömlesztett viszkozitás = Ebben az esetben az együtthatók. abszorpciós aránya. w 2. a skorostzvuka C0. Nagyfrekvenciákon priravnovesie nincs ideje, hogy visszaszerezze az időszakban a hanghullám és az együtthatók. hangelnyelés hajlamos elhelyezhet értéke egyenlő Amikor WT = 1 együttható. abszorpciós szorozva a hullámhossz maximális AP L = Így. a szórás. ugrani e = (a hullámhossz abszorbancia WT = 1 különböznek p-szer bármely média. By értékek meghatározásához E és M az abszorpciós mérések, és a hang terjedési sebessége, beállíthatja a paramétereket jellemző relaxációs. Process (Hangszóró. spektroszkópia), valamint annak meghatározására, anyagok olyan tulajdonságokkal hőkapacitása, állandó Grüneisen et al.
Mivel a nagy szélességű diszperziós. régió (több mint két nagyságrenddel gyakoriság) kísérleti. értékének meghatározása e, stb azzal az igénnyel, hogy végezzen méréseket hozzáférési pont és egy széles frekvenciatartományban mindkét oldalán a relaxációs frekvencia wp = 1 / T. A gyakorlatban a pihenést. hangelnyelési rárakódik a normális felszívódás miatt a viszkozitás és hővezető. így a kísérleti. görbék ap L nincs ilyen kifejezett csúcsok ábrán látható. 2.
Ábra. 2. A függőség a abszorpciós koefficiens a relaxációs AR hang hullámhosszú l körkörös frekvencia w.
A pihenés görbék. felszívódás kell zárni a hozzájárulást a többiek. abszorpciós típusú. Ha több. pihenést. folyamatok nagyban relaxációs időket, majd a variancia. régiókat egymástól (3.), és ha a relaxációs időket közel vannak egymáshoz, a forma relaxációs. bonyolult görbéket.
A legtöbb akusztikus relaxációs mechanizmusok -9 és T10 látható csak térfogati deformáció és hozzájárul a hangerő viszkozitás. A folyadékok és szilárd anyagok, azonban, mivel szerkezeti relaxáció lehetséges frekvenciafüggését, és a nyírási viszkozitást. Az alacsony viszkozitású folyadékok (víz, stb) fordul elő nagyon nagy frekvenciájú (), és a nagy viszkozitású folyadékok (pl. In salol) az ilyen függőség kísérletileg megfigyelték.
relaxációs idő jellemzi az idő a to-Roe x paraméter, amely leírja az eltérés egyensúlyát a rendszer-ed részére csökken e:
A relaxációs idő függ a mikroszkopikus. anyagtulajdonságok ilyen példa. az ütközések száma gázmolekulák egységnyi idő alatt, és az energiafelhasználás hatékonyságának transzfer az ütközések. A gáz egy előre meghatározott hőmérsékleten relaxációs idő egyenesen arányos az ütközések száma vezetéséhez szükséges a megfelelő szabadsági fok. Pl. Normál körülmények között a gáz hajtja a örvény. szabadsági fok a molekulák általában elegendő ütközések 100 és gerjeszti kolebat. szabadsági fokkal kell 10 5 -10 6 ütközések. Ez azt jelenti, hogy az értéke t kolebat. relaxáció sokkal több, mint a forgatás. A relaxációs idő függ a nyomás és a hőmérséklet. Így a gáz általában ahol P - davleRis. 3. A függőség a normalizált hangsebesség c / C0 és relaxációs abszorpciós együtthatója a / p frekvencián w L hullámhossz hivatkozott a gáznyomás p. ha két relaxációs folyamat.
gáz. Ezért a pihenést. görbék gázok általában ábrázolt értékek W / P funkciót. Ez lehetővé teszi, hogy a kísérleti. meghatározására függését AR és w változás a gáznyomás, és nem a hang frekvenciája, ami nagyban megkönnyíti a mérést. A poliatomos gázok általában érvényesül kolebat. pihenést. Frekvencia régió k-ryh jelennek kolebat. és forgatagában. relaxációs jellemzően osztva egyértelműen, t. k. relaxációs idők e két folyamat eltérhet az egyes. megrendeléseket. Szennyező al. Gázok befolyásolja a relaxációs idő. Pl. alakult a levegőben. hozzájárulás hangelnyelési ad kolebat. pihenés az O2 és N2 molekulák. Sőt, a relaxáció gyakorisága O2 magasabb, mint a N2. Szennyeződések vízgőz és a levegő hőmérsékletének változtatása jelentősen befolyásolja a helyzetét relaxációs. maximum. A kétatomos gázok m értékek általában nagyon nagy és a relaxációs-régió egy audio frekvencia tartományban. Bonyolultabb jelentése WP gázok feletti (körülbelül 10 5 -10 7 Hz 1 atm).
Folyadékokban, relaxációs idők sokkal kevesebb, mint a gáz, azaz a. K. minden folyadékot kiigazítási folyamatok zajlanak gyorsabb. Ezért a legtöbb folyadék akusztikus relaxációs jelentése rejlik hiperszonikus.
A szilárd dielektrikumokon ha elutasítjuk a rendszer fonon egyensúlytól relaxációs idő társul egy életre a fonon valahol együttható. hővezető, C - hőkapacitása rács - Wed. hangsebességet érték hőmérsékleten T vagy magasabb rendű Debye. A terjedési hang piezosemiconductors WP relaxációs jelentése együtt növekszik vezetőképesség a kristály és növekvő hőmérséklettel csökken, és a hordozó a mobilitás, és a diszperziót a hangsebesség hányados meghatározása. elektromechanikus. kommunikáció. Ficamok. hangelnyelési egyetlen kristályok is pihenést. karaktert, és a relaxációs idő hosszától függ az oszcillátor részben a zavar, a Burgers vektor és Rácsállandó. Pihenést. folyamatok zajlanak a polimerek és gumik december viszkoelasztikus média, ezek az anyagok megfigyelt eszköz. diszperziója hangsebesség kapcsolódó nagy rugalmasság relaxációs mechanizmust.
Irodalom akusztikus relaxáció
- Mandelstam LI Leontovich MA az elmélet a hangelnyelési folyadékokban "Zh" 1937, vol. 7. 3, p. 438;
- Mikhailov IG Solovyev VA sajtok becenevek YP alapjai molekuláris akusztikai, M. 1964;
- Fizikai Acoustics, Ed. William Mason, Lane. az angol. t 2 óra A és B, M. 1968-1969 ..;
- Herzfeld Litovitz K. F. T. A. Felszívódás és diszperzióját ultrahanggal, N. Y.- L. 1959.