Cтраница 3
Зависимость фазовой скорости от частоты ( см. формулы ( 105) и ( 106)) характеризует дисперсию звука, а длина затухания - поглощение звука. При со - - 0, а - - ае0 и I - оо ( затухание отсутствует) при о) - - оо, а - а / 0 и / - - 2а / 0т / [ ( af0 / ae0) - - 1 ]; для промежуточных значений со имеет место ае0 а а / о - Из формул ( 105) и ( 106), в которых содержится безразмерное произведение сот, следует, что при частотах, удовлетворяющих неравенству сот 1, имеет место распространение звука, близкое к равновесному, а при частотах, удовлетворяющих неравенству сот 1, условия распространения звука близки к условиям распространения звука в замороженном газе. [31]
Перенос энергии при столкновениях молекул играет роль также в явлениях, связанных с влиянием посторонних газов на дисперсию звука высокой частоты. Скорость звука зависит от частоты вследствие того, что обмен энергией между внешними ( поступательными) и внутренними ( колебательными) степенями свободы происходит медленно. Уменьшение дисперсии скорости звука под влиянием постороннего газа рассматривается поэтому как мера эффективности этого газа в переносе энергии. [32]
Величина т связана с вероятностью превращения поступательной энергии в колебательную при соударении, которая может быть определена из измерений дисперсии звука в газе. [33]
В работе [9] показано, что в области отношений частоты звуковых колебаний к давлению ниже 8 5 Мгц / атм дисперсии звука в этилене не наблюдается. [34]
В настоящей работе показывается, что для теплопроводности существенную роль играет дисперсия скорости тепловых колебаний, которую мы кратко будем называть дисперсия звука, а также зависимость скорости тепловых колебаний ( мы будем говорить скорости звука - ради краткости) от направления распространения. Оказывается, что в теле с отсутствующей дисперсией и с изотропными скоростями звука ангармоничность сама по себе не дает никакого теплового сопротивления. Такой результат является следствием очень быстрого возрастания длины пробега фононов, обладающих наибольшей скоростью, когда их частота со стремится к нулю. [35]
Необходимо отметить, что в реальных условиях, когда разрывная фаза представлена в виде совокупности пузырей или капель конечного размера, следует считаться с дисперсией звука. В частности, причиной дисперсии звука в двухфазных средах является запаздывание процессов обмена массой, энергией, импульсом. С ростом размера частиц при неизменной степени влажности времена протекания процессов конденсации и испарения могут стать соизмеримыми с периодом волны. Наконец, при очень крупных размерах частиц или пузырей наступает замороженный режим, когда обменом массы между фазами можно пренебречь. [36]
Частота асимметричного валентного колебания v3 столь велика, что его доля в теплоемкости при комнатной температуре очень мала, и поэтому оно не участвует в поглощении и дисперсии звука. Время дезактивации при столкновении для такого колебания должно быть больше, чем для поперечного колебания. [37]
Существенный вклад в акустику сделал Н. П. Кастерин ( 1903), теоретически и экспериментально исследовавший распространение звука в среде с регулярно расположенными шарами или резонаторами и показавший, что в таких средах имеется дисперсия звука. Кастерина с полным правом может рассматриваться как первая теория акустических фильтров. [38]
Эта зависимость одинаково хорошо описывает экспериментальные данные скорости распространения малых возмущений s пароводяной газожидкостной смеси и газовзвеси при ( 1 - j3) - 0 и отсутствии скольжения между фазами в волне возмущения, т.е. на нижней границе дисперсии звука, когда обмен количеством движения между фазами полностью завершен. [39]
Перераспределение начальной избыточной колебательной энергии при дезактивации частицы вследствие столкновений может привести к состоянию, для которого характерно неравномерное распределение энергии по степеням свободы. Наблюдения за дисперсией звука в холодных газах показывают, что преобразование колебательной энергии в поступательную в некоторых случаях может быть затруднено и требует многих столкновений. Если допустить, что для преобразования этой энергии необходимо около 103 соударений, а в секунду происходит 109 соударений, то отклонение от равновесия не должно существовать дольше примерно микросекунды. При высокой температура это время существенно сокращается. [40]
Необходимо отметить, что в реальных условиях, когда разрывная фаза представлена в виде совокупности пузырей или капель конечного размера, следует считаться с дисперсией звука. В частности, причиной дисперсии звука в двухфазных средах является запаздывание процессов обмена массой, энергией, импульсом. С ростом размера частиц при неизменной степени влажности времена протекания процессов конденсации и испарения могут стать соизмеримыми с периодом волны. Наконец, при очень крупных размерах частиц или пузырей наступает замороженный режим, когда обменом массы между фазами можно пренебречь. [41]
Измерение скорости звука применяется при изучении равновесных свойств жидких сред, связанных с плотностью, температурой, отношением теплоемкостей, давлением. Определение же параметров поглощения и дисперсии звука выполняется при изучении неравновесных молекулярно-кинетических свойств и структуры жидкостных систем. [42]
В метиловом спирте при 20 С дисперсия звука при частоте 3 - Ю9 гц, согласно [117, 118], практически не наблюдается. В окти-ловом спирте, согласно [116] дисперсия звука при 20 С мала. Это дает основание предполагать, что в этиловом спирте при 20 С может быть лишь очень небольшая дисперсия звука. [43]
Для реальных тел1 условие безграничности означает, что длина волны ультразвука Л1 много меньше поперечных размеров данного тела. Таким образом, в стержнях существует дисперсия ско-ростл звука, которая в данном случае называется геометрической дисперсией, поскольку она связана с размерами тела. [44]
Как было показано в [4], длинные волны, отвечающие наибольшей скорости звука в данном направлении, не могут поглощаться короткими волнами. Такая возможность появляется только в телах со специальным законом дисперсии звука. [45]