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shiling1813新蟲 (小有名氣)
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聲波的振幅隨溫度升高而下降的原因？ 已有2人參與
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最近兄弟我在做波導桿（鎢絲）中的超聲波傳輸實驗，發(fā)現(xiàn)從常溫到900攝氏度的過程中， 超聲波的振幅隨溫度升高下降了一個量級。 怎么從物理上解釋這個現(xiàn)象，尤其是從原子微觀機理上解釋這個現(xiàn)象？什么計算軟件可以定量分析這個現(xiàn)象？ 我查看了一些聲學方面的書，基本都是從宏觀力學上描述聲波，沒看到微觀上如何聯(lián)系宏觀聲波，我實在是困惑。 我曾想從彈性模量的變化解釋這個現(xiàn)象，但當溫度升高時（從常溫到900攝氏度）， 鎢的彈性模量減小不到一倍（約從400MPa減小到300MPa）。當溫度升高時，形變和振幅變化似乎不應該很大吧。 我覺得這個問題很有意思，很想知道原因。請各位學者們給我解惑啊？ |
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2樓2015-07-15 21:01:03
shiling1813
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3樓2015-07-16 22:23:17
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4樓2015-07-16 23:41:46
【答案】應助回帖
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樓主，上次考慮確實欠妥！你說的這個問題從輻射聲阻抗方面考慮是否可以？ 具體不知道你的試驗條件及頻率等詳細信息，如果你的信號源（激勵源）能保持振動速度不變的話，那么這個信號源可以看做是均勻脈動輻射，而當將它貼近鎢絲桿時，由于溫度升高，鎢絲桿的速度將下降（因為聲速等于彈性模量加上拉米常數(shù)除以密度，然后開方）。而脈動球源在介質(zhì)中輻射時，其輻射阻抗與介質(zhì)中的聲速成正比，聲速降低了，輻射阻抗變小。由于聲源在介質(zhì)中輻射的聲能量與輻射阻抗成正比，輻射阻抗降低，介質(zhì)的聲能量就減小了。介質(zhì)中的聲能量與振幅的平方成一定關系，由此就導致振幅減小了。 另：現(xiàn)在一般的聲學問題，很少涉及原子方面的問題，因為聲波波長畢竟比原子的直徑要大很多。應該是從宏觀方面考慮吧。 |
5樓2015-07-17 09:36:09
6樓2015-07-17 10:30:51
shiling1813
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我們實驗中用的的信號源（激勵源）是個幅值不均勻的正弦瞬態(tài)信號，應該不是均勻脈動輻射。頻率約100khz。溫度從0升高到900攝氏度時，聲速下降很�。s下降1/400），所以聲阻抗下降很小。我們實驗中測的是波導桿中的超聲反射回波信號，而信號源（激勵源）是個非持續(xù)的瞬態(tài)信號。 另，“聲源在介質(zhì)中輻射的聲能量”與“介質(zhì)中傳播的超聲波的能量”似乎不是一回事吧？ “輻射阻抗”和“介質(zhì)中的聲阻抗”是同一個概念嗎？我不知道，真心請教。回頭我再查查書。 正如你所說，一般的聲學問題，很少涉及原子方面的問題。我翻看了一些聲學書，只有個別的書上定性提到，聲波傳到某個位置時，分子能量重新分配，經(jīng)過弛豫后，分子振動能量可以耗散掉（聲波傳播的）能量。我真的很想建個模型定量或半定量分析這個現(xiàn)象，就是不知道從哪里找到這個模型和理論。 再次謝謝你的答復，雖然好像沒解決我的問題。 |
7樓2015-07-18 23:48:14
shiling1813
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10樓2015-07-19 15:07:12
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