Дисперсия звука
Дисперсия звука — зависимость фазовой скорости звуковых волн от частоты. В диспергирующей среде фазовая и групповая скорости звука различаются, форма импульса волны изменяется в процессе её распространения, замедляется переход звуковой энергии в высшие гармоники, уменьшается затухание, подавляется образование ударных волн[1].
Виды дисперсии
[править | править код]Релаксационная(физическая) дисперсия определяется эффектом упругого последействия. Релаксационная дисперсия сопровождается избыточным поглощением звука, определяемое соотношением Крамерса - Кронига. В однородных средах дисперсия звука обусловлена релаксационными процессами, идущими в каждой малом элементе среды, независимо от малых объёмов. В микронеоднородных средах, где размер неоднородностей и расстояния между ними малы по сравнению с длиной звуковой волны возникают нелокальные релаксационные процессы, заключающиеся в обмене энергией между разнородными компонентами среды. Отставание изменения объёма, связанного с релаксационным процессом, от изменения давления в звуковой волне приводит к зависимости скорости звука от отношения характерного времени процесса к периоду звуковой волны[1][2].
Действие акустической волны переводит среду распространение в неравновесное состояние возбуждая в ней колебательные и вращательные движения, ионизацию и диссоциацию частиц, химические реакции, перестройку структуры жидкости и тд . Переход в устойчивое состояние происходит за некоторое время, называемое временем релаксации . Если период волны много меньше времени релаксации, то физическая дисперсия не возникает, с увеличением периода вклад физической дисперсии растёт. При наличии релаксационной дисперсии скорость звука увеличивается с ростом частоты.
Дисперсия нормальных волн(геометрическая) возникает в акустических волноводах и с поглощением не связана[1][2]. — фазовая скорость звука в однородной среде, — номер нормальной волны (моды), —толщина волновода, — круговая частота нормальной волны
Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 3 Дисперсия звука. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике . bourabai.ru. Дата обращения: 1 января 2022. Архивировано 1 января 2022 года.
- ↑ 1 2 ДИСПЕ́РСИЯ ЗВУ́КА : [арх. 17 января 2022] / М. А. Миронов // Динамика атмосферы — Железнодорожный узел. — М. : Большая российская энциклопедия, 2007. — С. 66. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 9). — ISBN 978-5-85270-339-2.