Релаксация акустическая

Р., обусловленная распространением звуковых волн в веществе, с к-рой связано поглощение звука, ваз. релаксацией акустической. [c.328]

Ввиду малой длины волны У. характер его распространения определяется в первую очередь молекулярной структурой среды, поэтому, измеряя скорость с и коэф. затухания а, можно судить о молекулярных свойствах вещества (см. Молекулярная акустика). Характерная особенность распространения У. в многоатомных газах и во мн. жидкостях—существование областей дисперсии звука, сопровождающейся сильным возрастанием его поглощения. Эти эффекты объясняются процессами релаксации (см. Релаксация акустическая). У. в газах, и в частности в воздухе, распространяется с большим затуханием (см. Поглощение звука). Жидкости и твёрдые тела (особенно монокристаллы) представляют собой, как правило, хорошие проводники У., затухание в них значительно меньше. Поэтому области использования У. средних и высоких частот относятся почти исключительно к жидкостям и твёрдым телам, а в воздухе и газах применяют только У. низких частот. [c.215]

РЕЛАКСАЦИЯ АКУСТИЧЕСКАЯ — РЕЛАКСАЦИЯ МАГНИТНАЯ [c.413]

Если при прохождении звука нарушается равновесное состояние среды, П. 3. оказывается значительно большим, чем определяемое по ф-ле (1). Такое П. з. наз. релаксационным (см. Релаксация акустическая) и описывается ф-лой [c.554]

Проводимость вещества зависит от времени релаксации т, которое определяется механизмом рассеяния. Таким образом, на коэффициент поглощения свободными носителями заряда оказывают влияние механизмы рассеяния. Действительно, в полупроводниках рассеяние акустическими фононами приводит к поглощению, меняющемуся как рассеяние на оптических фононах дает зависимость к - -, а рассеяние ионизованными примесями — Если в веществе имеют место все три типа рассеяния, то коэффициент поглощения свободными носителями равен сумме трех членов [c.311]

Акустический и. газодинамический подходы основаны по существу на одной и той же модели среды, с той лишь разницей, что акустика имеет дело с небольшими изменениями параметров состояния по сравнению со средними значениями, а газодинамика — с достаточно большими изменениями параметров. Недостатком газодинамического подхода является невозможность учета процессов релаксации, интерференции, дифракции, отражения и преломления волн. [c.82]

В веществе, в котором главным механизмом рассеяния электронов является рассеяние на акустических фононах, средняя длина свободного пробега не зависит от скорости (а следовательно, от энергии). По этой причине время релаксации как функцию скорости можно выразить следующим образом [c.332]

В этом случае плош ади цикла малы. На рис.VH 1.4.3 изображена р-у-диаграмма акустического давления и удельного объема при условии, когда период звуковой волны совпадает со временем релаксации. При этом плош,адь цикла максимальна, что соответствует наибольшему пог лощению звуковой энергии. [c.382]

Теоретическое решение задачи о распространении упругих волн в структурно-неоднородной вязкоупругой среде и связь параметров распространения упругих волн с упругими свойствами с учетом релаксации и последействия чрезвычайно сложно. Поэтому связь между акустическими параметрами стеклопластика и его упругими свойствами осуществлялась эмпирически при помощи корреляционных уравнений. [c.104]

Релаксационная составляющая связана с процессами периодического смещения термодинамического равновесия, вызванными колебаниями давления и температуры в звуковой волне. Из-за малости времени релаксации для большинства жидкостей измеренное значение поглощения (или объемной вязкости) увеличивается по сравнению с рассчитанным без учета акустической релаксации. Дисперсия звука возникает как вследствие обмена энергией между областями сжатия и разрежения, связанного с явлениями теплопроводности и вязкого трения, так и в результате акустической релаксации, т. е. вызванных звуком процессов, протекающих на молекулярном уровне. Следует также учитывать возможность дисперсионных явлений при распространении звука в жидкостях, обусловленных наличием твердых фаз, ограничивающих пробу жидкости. Подчеркнем, что коэффициент поглощения, как и скорость звука, сильно зависит от температуры, что позволяет проводить политермические акустические исследования. [c.80]

Заканчивая рассмотрение релаксационных процессов, остановимся кратко на возможностях релаксационной спектрометрии этот термин начинает последнее время встречаться в научной литературе. Выше уже указывалось на возможность определения времени релаксации. Однако, если даже это время с достаточной точностью известно, не всегда представляется возможным однозначно установить, какой из молекулярных механизмов ответственен за релаксацию. В этом отношении акустические данные должны быть подтверждены какими-нибудь другими данными. Релаксационная спектральная линия достаточно широка в отличие от того, что мы имеем в оптической спектроскопии. В том случае, когда времена релаксации двух процессов отличаются не более чем примерно в 10 раз, существующая в настоящее время точность измерения поглощения (10%) не позволяет различить два релаксационных процесса, не говоря уже о более тонкой структуре релаксационного спектра . Можно сказать, что в настоящее время пока разрешающая способность релаксационной спектрометрии весьма низка. [c.297]

Оптико-акустический метод более прост в реализации, но применим только для переходов в молекулах с безызлучательной релаксацией возбуждения. Метод внутрирезонаторного поглощения позволяет за короткое время ( 10 с) регистрировать спектр поглощения в широком диапазоне ( 70 см ), однако он пока применим только в видимой области, где доступны лазеры с широкими линиями усиления. [c.201]

Оптико-акустический метод относится к числу калориметрических, основанных на регистрации поглощенной мощности лазерного излучения (ЛИ) в исследуемом веществе. При прохождении ЛИ через замкнутый объем измерительной ячейки с исследуемым газом последний нагревается. Тепловыделение в замкнутом объеме ячейки приводит к генерации импульса давления, который регистрируется с помощью датчика давления, например чувствительного микрофона. Электрический сигнал, снимаемый с датчика давления, усиливается, а затем измеряется обычными способами измерения электрических импульсных сигналов. Процесс преобразования энергии ЛИ, резонансно взаимодействующего с выделенным КВ-переходом в исследуемом молекулярном газе, в электрический сигнал рассмотрен в [3, 12]. Он включает в себя этапы возбуждения молекул при поглощении ЛИ на частоте КВ-перехода, релаксации возбужденного состояния, нагрева газа, генерации импульса давления в замкнутом объеме измерительной ячейки и преобразование импульса давления в электрический импульс с помощью датчиков давления. [c.134]

М. а. как самостоят. раздел акустики возникла в 30-х гг. 20 в., когда было выяснено, что процессы коле-бат. релаксации (см. Релаксация акустическая) в газах вносят существенный вклад в поглощение звука и приводят к появлению дисперсии звука. В дальнейшем было выяснено, что эти процессы играют важную роль при распространении звука не только в газах, но и в жидкостях и в др. веществах. Изучение релаксац. процессов в звуковой волне позволило связать нек-рые свойства вещества на молекулярном уровне, а также кинетич. характеристики молекулярных процессов с такими макросконич. величинами, как скорость и коэф. поглощения звука. [c.193]

Часть коэф. П. 3., к-рая пропорц. объёмной вязкости, связана с релаксац. процессами (см. Релаксация акустическая). На высоких частотах коэф. объёьшой вязкости начинает зависеть от частоты, вследствие чего а имеет частотную зависимость, отличающуюся от сй . Коэф. П. 3., связанный с релаксацией, имеет вид [c.656]

РЕЛАКСАЦИЯ АКУСТИЧЕСКАЯ — процесс восстановления термодинамич. равновесия среды, к-рое было нарушено из-за изменения давления и темп-ры прв прохождении звуковой волны. Р. а.— необратимый процесс, при к-ром энергия поступат. движения молекул или ионов в звуковой волне переходит на внутр. степени свободы, возбуждая их, в результате чего энергия звуковой волны уменьшается, т. е. происходит поело-щение звука. Р. а. также всегда сопровождается дисперсией звука. [c.328]

РЕЛАКСАЦИЯ АКУСТИЧЕСКАЯ — релаксационные процессы, происходящие в веществе вследствие периодич. смещения термодинамич. равновесия, вызванного колебаниями давления и темп-ры в звуковой волне. Р. а. приводит к отклонению частотной зависимости скорости звука с (см. Дисперсия авука) н коэфф. иоглощения а (см. Поглощение звука) от )ормы этой зависимости, предсказываемой классич. гидродинамикой. Последняя исходит из предположения, что напряжение / складывается из упругого и вязкого [c.413]

Д. 3., связанная с физ. св-вами среды, возникает, когда воздействие акустич. волны приводит к неравновесному состоянию среды, возбуждая её внутр. степени свободы (колебат. и вращат. движения молекул), процессы ионизации и диссоциации молекул, хим. реакции, перестройку структуры жидкости, процессы взаимодействия ультразвука с электронами проводимости в металлах и ПП, магнитоупругие явления и т. д. Выравнивание энергии между поступат. и внутр. степенями свободы происходит за нек-рое время, наз. временем релаксации Тр (см. Релаксация акустическая). Если период Т звук, волны мал по сравнению с Тр (высокие частоты), то за время Гс Тр внутр. степени свободы не успевают возбудиться, поэтому среда будет вести себя так, как будто внутр. степени свободы отсутствуют. Если же Т Тр (низкие частоты), то часть энергии поступат. движения успеет перераспределиться на внутр. степени свободы. При этом, вследствие уменьшения энергии поступат. движения, упругость среды и скорость звука так-же будут меньше, чем в случае высоких частот. Т. р=Т о., при наличии [c.167]

ОБЪЁМНАЯ ВЯЗКОСТЬ (вторая вязкость), величина, феноменологически характеризующая процесс диссипации энергии при объёмных деформациях среды. В отличие от обычной стоксовой, или сдвиговой, вязкости, характеризующей необратимую передачу энергии поступат. движения среды от одних слоёв к другим, О. в. характеризует квазиравновесный обмен энергией между поступат. и внутр. степенями свободы в каждой ч-це в-ва, т. е. релаксац. процесс (см. Релаксация акустическая). О. в. проявляется, напр., при распространении звуковых и особенно УЗ волн в жидкостях и газах. Величина коэфф. о. в. так же, как и коэфф. сдвиговой вязкости г , определяет величину поглощения звука. Если при распространении звука равновесное состояние среды практически не нарушается, что справедливо, когда время релаксации очень мало по сравнению с периодом звук, волны, то коэфф. О. в. не зависит от частоты. Если же при распространении звука термодинамич. равновеспе нарушается, то принимает аномально большие значения и становится ф-цией частоты звука. [c.482]

Введем понятие комплексного времени релаксации скоростеГг фаз при акустическом воздействии на взвесь, для чего уравнение движения дисперсной фазы запишем в виде [c.320]

АЭ, или эмиссия волн напряжений, — это явление, заключающееся в генерации упругих волн в твердых телах при их деформации [29, 59]. Главными источниками акустической эмиссии считают процессы скольжения и разрушения в кристаллах (и их скоплениях), трения поверхностей разрыва друг о друга, движения дислокаций и изломов, релаксации упругой матрицы при движении дислокаций. Моменты излучения волн эмиссии распределены статистически во времени возникающие при этом дискретные импульсы — вспышки имеют широкий частотный диапазон (от десятков килогерц до сотеп мегагерц) в зависимости от материала. [c.444]

Рассеяние на акустических фононах в иолупровод-ннках. Т. к. скорость электрона г имеет порядок скорости звука я только при очень малой его энергии ( в ли ж 0,1 К), то в реальных условиях г > . Это означает, что возмущение, создаваемое акустич. фононом, почти статично, а рассеяние электронов всегда квазиупруго. Из кинематики следует, что осн. вклад в рассеяние вносят фононы с импульсом 4 р поэтому направленный импульс электрона теряется всего за неск. столкновений. Энергия фонона с таким импульсом = Кзд ж Нзр (лм <Г) <К так что для релаксации энергии требуется много столкновений, г. е. действительно т/ > Тр. [c.274]

С.-ф. в. обусловливает релаксационные процессы, приводящие к установлению теплового равновесия между системой спинов и решёткой,— т. н. спнн-решё-точвую релаксацию (см, Релаксация магнитная). Оно также оказывает влияние на положение и ширину спиновых уровней, приводя к сдвигу фактора спектроско-пич. расщепления и изменению констант тонкого И сверхтонкого спиновых расщеплений. С.-ф. в. ответственно за поглощение энергии акустич. колебаний при акустическом парамагнитном резонансе (АПР). [c.647]

Приложения, прежде всего к гидроакустике (см., напр.. Параметрические излучатели и приёмники звука) и медицину, потребовали обобщить обычное X.— 3. у. с целью устранения особенностей и учёта дополнит, физ. факторов. Наиб, часто используется обобщение X.— 3. у,, содержащее вторую производную (L= -bd jdx ), к-рая описывает диссипацию (в частности, конечную ширину фронта слабых ударных волн), а также интегральный член с экспоненциальным ядром, ответственным за учёт молекулярной релаксации (см. Ремксация акустическая). Заметим, что [c.415]

При малых концентрациях электронов и дырок применима статистика Больцмана. Производя соответствующее усреднение времен релаксации по такому распределению, получаем, что число Лоренца Б при переносе тепловой энергии равно (Ав/е) [ (5/2) + р], где величина р определяет зависимость времени релаксации от энергии т = хоЕр. При рассеянии электронов на акустических фононах р = —1/2, так что ЕР = 2 кв1е) (см., например, работу Блатта [35]). В этом предельном случае классической статистики теплопроводность можно находить по электропроводности с помощью числа Лоренца независимо от того, переносится заряд электронами или дырками. [c.257]

В первоначальных теориях коррозионного растрескивания рассматривался двухстадийный процесс сначала электрохимическая реакция создает точечное поражение, являющееся концентратором напряжений, от которого затем распространяется на короткое расстояние трещина, после чего электрохимическая реакция повторяется. На такое двухстадийное развитие процесса в низкоуглеродистых сталях в нитратных растворах и в некоторых алюминиевых сплавах указывали внезапные всплески потенциала образцов, неравномерное их удлинение (затруднительное для объяснения, если образцы содержат много трещин) и акустические методы. В аустенитных нержавеющих сталях двухстадийный процесс не был обнаружен. Неравномерное распространение трещин в низкоуглеродистых сталях можно объяснить выделениями по границам зерен или связать с известными интерметаллическими соединениями в некоторых алюминиевых сплавах. Однако аустенитные нержавеющие стали являются сплавами с высокой вязкостью, и маловероятно, что в них возможно существование надреза, служащего концентратором напряжений и способного вызвать образование коротких трещин хрупкости скорее всего пластическая релаксация приведет к затуплению соотвествующего острия. Подобное же возражение можно высказать относительно коррозионного растрескивания а-латуней, хотя было Доказано, что в их локальных областях ближнего порядка могут существовать хрупкие трещины [115]. [c.185]

Впервые акустические колебания с периодом, меньшим 100 ПС, были зарегистрированы в [77]. Для возбуждения и регистрации акустических волн в аморфных пленках SiOa и АзгТез использовались пикосекундные оптические импульсы (т = 1 пс) с энергией кванта hv = =2 эВ, следовавшие с большой частотой повторения Vn=0,5 МГц. Импульсы возбуждающей последовательности имели энергию нДж, зондирующие — примерно на два порядка меньшую. Эксперимент заключался в измерении прохождения через пленку и отражения зондирующих импульсов в зависимости от их задержки по отношению к возбуждающим. На фоне монотонно уменьшающегося сигнала, вызванного фотовозбуждением носителей и их релаксацией, наблюдались затухающие осцилляции коэффициентов отражения и прохождения Тпр света, связанные с модуляцией зонной структуры пленок возбужденными в них акустическими волнами (рис. 3.35). Например, сужение ширины запрещенной зоны в аморфных полупроводниках при акустической деформации вызывает увеличение поглощения зондирующего излучения и соответственно уменьшение пропускания пленки. Экспе- [c.163]

М. А. Исакович [93] изучал закономерности акустических волн в простейшей модели смеси со слоистым вдоль фиксированной оси распределением фаз ло пространству при мощности чередующихся слоев в 2 и 21 , т. е. вполне аналогичной модели, принятой Ю. В. Рпзниченко [190] для анализа ультразвуковых волн в гетерогенных снлощных средах (см. 11). Однако, если в работе [1901 исследовалась инерционная релаксация, то М. А. Исакович рассматривал только эффект теплообмена и нашел точные выражения для у и б. Предельные значения vg, Уоо, как и следовало ожидать, совпали с выражениями (9.19). [c.82]

Коэфф. = л Р 1рс связан с релаксационными процессами, возникающими в веществе при изменении давления и темп-ры в звуковой волне (см. Релак сация акустическая, Объемная вязкость). Такими необратимыми процессами являются, напр., процессы возбуждения колебат. и вращат. степеней свободы молекул, диссоциация, хим. реакции, перестройка ближнего порядка молекул в жидкостях, различные релаксационные процессы в твердых телах. Релаксационное поглощение сопровождается также дисперсией звука. Если период звуковой волны сравним с временем релаксации т процесса установления, ответственного за П. з. в данном веществе, то соответствующая часть коэфф. поглощения равна [c.66]

Рис. 2.29. Схема распада высокоэнергетических д)шнноволновых продольршгх оптических 10) фононов, рождаюпхихся при релаксации горячих носителей, на продольные 1А) и поперечные ТА) акустические фононы с сохранением энергии и импульса в каждом событии и пример последующей цепочки распадов

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...