Физическая энциклопедия - релаксация акустическая

внутренние процессы восстановления термодинамич. равновесия среды, нарушаемого сжатиями и разрежениями в звук. волне (см. РЕЛАКСАЦИЯ). Энергия поступат. движения ч-ц среды в звук. волне переходит на их внутр. степени свободы, возбуждая их, в результате чего уменьшается энергия, приходящаяся на поступат. движение. Поэтому Р. а. всегда сопровождается поглощением звука, а также дисперсией звука. Характерный механизм Р. а. в газах обмен энергией между поступательными и внутр. степенями свободы молекул. Р. а. может быть колебательной и вращательной, при этом звук. энергия расходуется на возбуждение соответственно колебат.

и вращат. степеней свободы молекул. В газах и жидкостях возможна также электронная Р. а., при к-рой возбуждаются электронные уровни молекул; структурная, когда под действием УЗ происходит перестройка внутр. структуры жидкости; химическая, при к-рой под действием УЗ протекают хим. реакции, и т. п. В тв. телах, напр., при распространении УЗ в полупроводниках и металлах акустич.

волна нарушает равновесное распределение эл-нов проводимости, что приводит к дополнит. поглощению волны. Релаксац. процесс обычно характеризуется временем релаксации т, к-рое зависит от микроскопич. свойств в-ва, таких, как число соударений молекул газа в ед. времени и эффективность передачи энергии при этих соударениях. В газе при заданной темп-ре время т прямо пропорц. числу соударений, необходимых для возбуждения соответствующих степеней свободы. Величина т зависит от темп-ры и давления, поскольку при изменении этих величин изменяется частота соударений между молекулами. Влияние релаксац.

процессов на акустич. волну зависит от соотношения между её периодом Т и величиной т: чем меньше отношение t/Т, тем полнее успевает восстановиться нарушенное равновесие; чем это отношение больше, тем в меньшей степени равновесие восстанавливается. Наиболее заметно влияние Р. а. на акустич. волну проявляется на частотных зависимостях скорости и поглощения звука: вблизи т.

н. частот релаксации wр=1/t наблюдаются сильная дисперсия скорости звука и максимум коэфф. поглощения звука на длину волны. .