Проводимость твердых тел, жидкостей и газов

УЗ-вые волны затухают значительно быстрее, чем волны более низкочастотного диапазона, т. к. коэфф. классического поглощения звука (на единицу расстояния) пропорционален квадрату частоты. В низкочастотной области коэфф. релаксационного поглощения также растёт пропорционально квадрату частоты, однако при повышении частоты этот рост замедляется и коэфф. поглощения стремится к постоянной величине. Область, где наблюдается такое изменение хода коэфф. поглощения, наз. релаксационной, а средняя её частота — частотой релаксации. Величина, обратная частоте релаксации,— время релаксации — характеризует процесс перераспределения энергии внутри вещества. Помимо характерного хода коэфф. поглощения УЗ, в релаксационной области наблюдается рост скорости звука с частотой — дисперсия, обусловленная физич. процессами в веществе и отличающаяся от дисперсии скорости звука, характерной для любых частот и связанной с геометрич. условиями распространения волны. Дисперсия УЗ в релаксационных областях обычно не превышает нескольких процентов. В многоатомных газах релаксация связана с обменом энергии между поступательными и внутренними степенями свободы, и характерные частоты лежат в среднем и даже низкочастотном диапазонах. В жидкостях к основным релаксационным процессам относятся, напр., внутримолекулярные превращения, структурная и химич. релаксации соответствующие частоты лежат чаще всего в области частот 10 —10 Гц. В твёрдых телах имеются релаксационные процессы различной природы, обусловленные, напр., взаимодействием ультразвука с электронами проводимости, со спиновой системой (см. Спин-фононное взаимодействие), С колебаниями кристаллической решётки. Влияние этих процессов проявляется в частотной зависимости поглощения УЗ. Резонансные явления типа акустического парамагнитного резонанса (область частот 10 —11 Гц) и акустического ядерного магнитного резонанса (10 —10 Гц) дают соответствующие пики поглощения. Резонансный характер может иметь также и дислокационное поглощение в кристаллах. Все эти особенности поглощения УЗ в твёрдых телах обусловлены взаимодействием УЗ-вых и гиперзвуковых волн с внутренними возбуждениями в твёрдых телах. Возникновение же такого взаимодействия связано с тем, что средние и высокие УЗ-вые частоты становятся сравнимы с характерными частотами процессов в веществе на молекулярном и атомном уровне, а длины волн сравнимы с параметрами внутренней структуры вещества. Последнее обстоятельство объясняет также увеличение рассеяния упругих волн на УЗ-вых частотах, наблюдаемое в микронеоднородных средах, в поликристаллич. телах сечение рассеяния на неоднородностях возрастает, если их размеры становятся порядка длины волны.. Связь характера распространения УЗ и, в частности, его высокочастотной области — гиперзвука — со структурой вещества и элементарными возбуждениями в нём является одной из важнейших особенностей УЗ-вых волн. Она позволяет судить о строении вещества на основании измерений скорости и погло- [c.11]

ЛИНЁЙНЫЕ СИСТЕМЫ — и тe ш, процессы в к-рых удовлетворяют суперпозиции принципу и описываются линейными ур-ниями. Л. с. обычно является идеализацией реальной системы. Упрощения могут относиться как к параметрам, характеризующим систему, так и к процессам (движениям) в ней. Напр., в случае заряж. частицы в потенциальной яме система линейна, когда яма параболическая, а движение нере-лятивистское, т. е. когда масса частицы не зависит от её скорости. К Л. с. относятся все виды сплошных сред (газ, жидкость, твёрдое тело, плазма) при распространении в них волновых возмущений малой амплитуды, когда параметры, характеризующие эти среды (плотность, упругость, проводимость, диэлект-рич. и магн. проницаемости и т. д.), можно считать постоянными, в том или ином приближении не зависящими от интенсивности волн. Упрощение системы, приводящее её к Л. с., называется линеаризацией. [c.585]

МОЛЕКУЛЯРНАЯ АКУСТИКА — раздел физ. акустики, в к-ром структура и свойства вещества и кинетика молекулярных процессов исследуются акустич. методами. Осн. методы М. а.— измерения скорости, звука и козф. поглощения звука в зависимости от разл. физ. параметров частоты звуковой волны, темп-ры, давления, маги, поля и др. величин. Исследования, проводимые такими методами, иногда объединяют в особый раздел экснерим. акустики — ультразвуковую или акустическую спектроскопию. Методами М. а. можно исследовать газы, жидкости, полимеры, твёрдые тела, плазму. На ранней стадии развития этой области и в нек-рых случаях до сих пор термин М. а. применяют лишь к исследованиям молекулярной структуры газов а жидкостей. [c.193]

ПЕРЕХОД КВАНТОВЫЙ — см. Квантовый переход. ПЕРЕХОД МЕТАЛЛ — ДИЭЛЕКТРИК — фазовый переход, сопровождающийся изменением величины и характера электропроводности при изменении темп-ры Г, давления р, маги. поля Н или состава вещества. П, м.— д. наблюдаются в ряде твёрдых тел, иногда в жидкостях и газах (плотных парах металлов). Проводимость о при П. м.— д. может меняться сильно (в 10 раз в УдОз, в 101 раз нестехиометричном ЕпО). П. м.— д. легко идентифицируется, если он является фазовым переходом первого рода. В случае перехода 2-го рода классификация его как П. м.— д. часто затруднительна и условна, т. к. при 2" 0К проводимость о О по обе стороны перехода и в самой точке перехода непрерывна. Строгое же разделение веществ на металлы и диэлектрики (полупроводники) можно дать только при 3" = ОК у металлов при Г = ОК а(ы) О, у диэлектриков о((й) , р= 0. С ростом Т в металлах обычно сопротивление растёт, а в диэлектриках и полупроводниках падает. [c.577]

Простейший видР. а.— релаксация внутримолекулярного возбуждения, или квеэеровская релаксация. Такая Р. а. происходит, напр., в двухатомных и многоатомных газах, где энергия поступат. движения молекул в звуковой волне переходит в энергию, связанную с колебат. и вращат. степенями свободы молекул, т. е. изменяется заселённость вращат. и колебат. уровней. Др. виды Р. а. структурная релаксация в жидкостях, при к-рой акустич. волна инициирует изменение ближнего порядка в расположении молекул жидкости хим. релаксация, при к-рой под действием звука сдвигается равновесие в хим. реакции. В твёрдом теле звуковая волна нарушает равновесное распределение фононов, что приводит к релаксац. процессам, определяющим решёточное поглощение звука. Один из видов Р. а. в твёрдом теле — релаксация разл. дефектов кристаллической решётки — как точечных, так и линейных дислокаций), связанная с движением дефектов под действием механич. напряжений в упругой волне. При распространении звука в полупроводниках и металлах нарушается равновесное распределение электронов проводимости, что также приводит к релаксации, а следовательно, к дополнит, поглощению звука. [c.328]

Характерный механизм акустич. Р. в газах — обмен энергией меледу поступательными и внутренними степенями свободы молекул. Р. может быть колебательной и вращательной, ири этом звуковая энергия расходуется на возбуждение соответственно колебательных и вращательных степеней свободы молекул. Другие виды Р. в газах и жидкостях электронная, при к-рой возбуждаются электронные уровни структурная, при к-рой под действием УЗ происходит перестройка внутренней структуры жидкости химическая, при к-рой под действием УЗ протекают химич. реакции, и т. п. Акустич. Р. возможна и в твёрдых телах напр., при распространении УЗ в иолуироводниках и металлах акустич. волна нарушает равновесное распределение электронов проводимости, что приводит к поглощению волны (см. Взаимодействие ультразвука с электронами проводимости). [c.304]

ЭЛЕКТРОННО-ДЙРОЧНАЯ ЖЙДКОСТЬ, конденсированное состояние неравновесной электронно-дырочной плазмы в полупроводниках (см. Плазма твёрдых тел). Э.-д, ж. образуется, когда концентрация носителей заряда — эл-нов проводимости и дырок (свободных или связанных в экситоны) — превышает нек-рое, зависящее от темп-ры, критич. значение кр(Л- Эта концентрация легко достигается с помощью инжекции носителей, освещения и т. п. При достижении Пкр в системе носителей происходит фазовый переход, подобный переходу газ — жидкость, в результате к-рого она расслаивается на две фазы капли относительно плотной Э.-д. ж., окружённые газом экситонов и свободных носителей. При этом плотность и крист, структура полупроводникового кристалла остаются практически неизменными. [c.881]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...