Dispersión de sonido
La dispersión del sonido es la dependencia de la velocidad de fase de las ondas sonoras con la frecuencia. En un medio dispersivo, las velocidades de fase y de grupo del sonido difieren, la forma del impulso de la onda cambia durante su propagación, la transición de la energía del sonido a armónicos más altos se ralentiza, la atenuación disminuye y se suprime la formación de ondas de choque [1] .
Tipos de dispersión
La dispersión de la relajación (física) está determinada por el efecto de la repercusión elástica . La dispersión de la relajación va acompañada de una absorción sonora excesiva, determinada por la relación de Kramers-Kronig . En medios homogéneos, la dispersión del sonido se debe a procesos de relajación que ocurren en cada pequeño elemento del medio, independientemente de los pequeños volúmenes. En medios microinhomogéneos, donde el tamaño de las inhomogeneidades y las distancias entre ellas son pequeñas en comparación con la longitud de onda del sonido, ocurren procesos de relajación no local, que consisten en el intercambio de energía entre los componentes heterogéneos del medio. El retraso del cambio en el volumen asociado con el proceso de relajación del cambio en la presión en la onda de sonido conduce a la dependencia de la velocidad del sonido en la relación entre el tiempo característico del proceso y el período de la onda de sonido [1 ] [2] .
La acción de una onda acústica traslada el medio de propagación a un estado de no equilibrio, excitando en él movimientos oscilatorios y rotacionales, ionización y disociación de partículas, reacciones químicas, reestructuración de la estructura líquida, etc. La transición a un estado estacionario tiene lugar durante un período de tiempo denominado tiempo de relajación . Si el período de la onda es mucho más corto que el tiempo de relajación, entonces no se produce dispersión física; con un aumento en el período, aumenta la contribución de la dispersión física. En presencia de dispersión por relajación, la velocidad del sonido aumenta al aumentar la frecuencia.
La dispersión de las ondas normales (geométricas) se produce en las guías de ondas acústicas y no está relacionada con la absorción [1] [2] .
V norte = V 0 una − ( norte π V 0 ω H ) 2 {\displaystyle V_{n}={\frac {V_{0}}{\sqrt {1-({\frac {n\pi V_{0}}{\omega H)))^{2)))) } es la velocidad de fase del sonido en un medio homogéneo, es el número de la onda normal (moda), es el grosor de la guía de ondas, es la frecuencia circular de la onda normal
Notas
- ↑ 1 2 3 Dispersión de sonido. FÍSICA REAL. Glosario de Física . bourabai.ru . Consultado el 1 de enero de 2022. Archivado desde el original el 1 de enero de 2022.
- ↑ 1 2 SOUND DISPERSION • Gran Enciclopedia Rusa - versión electrónica . bigenc.ru . Consultado el 1 de enero de 2022. Archivado desde el original el 17 de enero de 2022.