Дисперсия звука

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

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. 1 2 3 Дисперсия звука. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике. bourabai.ru. Дата обращения: 1 января 2022. Архивировано 1 января 2022 года.
  2. 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.