Поглощение волн

Поглощение упругой волны

Поглощение волн — превращение энергии волны в другие виды энергии в результате взаимодействия со средой, в которой она распространяется. В зависимости от природы волн механизм поглощения может различаться . Во всех случаях поглощение приводит к ослаблению интенсивности (уменьшению амплитуды в случае монохроматической волны) волны.

Поглощение упругих волн

В неидеально-упругих средах в процессе распространения упругой волны происходит необратимый процесс перехода энергии упругих колебаний в тепловую энергию, которая рассеивается и поглощается средой. Под действием поглощения амплитуда упругой волны экспоненциально убывает с увеличением пройденного пути.$$a=a_0{e}^{-\alpha r}$$$a_0$— амплитуда волны в источнике; $\alpha$, м_-1— коэффициент поглощения.

Коэффициент поглощения упругой энергии увеличивается при возрастании частоты волны, поэтому поглощающая среда выступает в роли фильтра нижних частот, в ней наблюдается дисперсия скорости волны.

Экспериментально установлено, что для жидкостей и газов коэффициент поглощения является квадратичной функцией частоты, а для большинства твёрдых тел — линейной. $$\alpha =\delta f^2$$$$\alpha =\delta f$$Квадратичная зависимость коэффициента поглощения в жидкостях и газах объясняется тепловыми и вязкими потерями. Линейная зависимость коэффициента поглощения в твёрдых телах от частоты является аномальной, удовлетворительного объяснения этого факта до сих пор не предложено.