Spektroskopia akustyczny

studia propagację w ujemnych fal akustycznych o małych amplitudach. W przypadku fal podłużnych, cząstek lub małych elementów objętościowych, zawierającą co najmniej 10 4 cząsteczki zmieniać się wzdłuż kierunku propagacji fali, w przypadku płaszczyzny przekroju prostopadłego do tego kierunku. Fale podłużne tworzą kolejno naprzemienne fale adiabatyczne. ściskanie i rozrzedzenie ośrodka, któremu towarzyszy zmiana temperatury i odpowiednie przesunięcie w równowadze substancji chemicznej. r-tion. W obszarach kompresji i rozrzedzania występują małe lokalne odchylenia od zjawisk termodynamicznych. równowaga, która nie prowadzi (w przypadku drgań dźwięku o małych amplitudach) do przejść fazowych. Medium ma tendencję do powrotu do stanu termodynamicznego. równowaga, czyli następuje relaksacja. procesy, które prowadzą do absorpcji energii fal. Zanik amplitudy (nadciśnienie

P) fali płaskiej rozchodzącej się wzdłuż kierunku x. opisano UR-niem

F (x) = >

gdzie
R

0 jest amplitudą początkową -koef. absorpcja, która zależy od częstotliwości v (v =

1 / 2 T,

gdzie T jest okresem fali). Ryc. 1. Dyspersja prędkości dźwięku.

W fazie relaksacji prędkość fazowa fali zależy również od v, czyli obserwowana jest dyspersja prędkości dźwięku. Jeśli Tnamnogo mniej czasu relaksacji

wibracje dźwiękowe nie mają czasu, aby zmienić stan środowiska, a na V

C ->

(zob.Ryc. 1). Przy

(niskie częstotliwości) termodynamiczne. równowaga środowiska w bazie. czas ustalenia i prędkość dźwięku będzie mniejsza (vH> 0, MF> C

0 ). Naib. zmiana w C jest obserwowana w tzw. region dyspersji przy częstotliwości relaksacji v p = l / 2 W metodach A. p. zmierzyć zależności C i

na v (lub

) za pomocą akustyki. spektrometry, zwykle zawierające grzejnik i odbiornik drgań dźwięku. Instrumenty są szeroko stosowane, co umożliwia pomiar Cu

w ciekłym ośrodku w przedziale v 10

4 -10 9 Hz. Objętość wody wymagana do pomiarów wynosi (10 ° C / v) 3 . dotyczy. błąd pomiaru wynosi C-10 -1 - 10 -3 %, -5-10%.

Na początku badań znajdujemy eksperyment. zależność

C i na v. Następnie, kontynuując ten lub inny model relaksu. proces, oblicz teoretyczne. i porównaj je z eksperymentalnymi. Naib. często relaks. proces jest opisany za pomocą reprezentacji elementarnych pierwiastków chemicznych. r -cje. Pod względem elementarnych pioji można opisać wszelkie nagłe zmiany w stanie układu, prowadzące do zerwania lub utworzenia się substancji chemicznej. połączenia, zgodne. transformacje, absorpcja lub emisja fononów lub fotonów itp. W Naib. proste przypadki zależności

i C na ω opisane są równaniami:

Tutaj

to czas akustyczny. relaksacja, z powodu pewnej relaksacji, b

a -> relaksacji. Siła odpowiadająca temu p jest "relaksującą" częścią współczynnika pochłaniania,

jest długością fali odpowiadającej częstotliwości kołowej

Tak jak w przykładzie na Ryc. 2 pokazuje prosty relaks. zespół pochłaniania dźwięku w akustyce. widmo ciekłego benzenu. Jego maksimum odpowiada relaksacji. częstotliwość v

p = 1 / 2 PS

; > rzędna maksimum jest równa b

a / 2; > połowa szerokości pasma v 1/2 = Ryc.2. Zależność wartości


od częstotliwości oscylacji dźwięku w ciekłym benzenie w 20

Encyklopedii Chemicznej. - M .: radziecka encyklopedia. Ed. I. L. Knunyants. 1988.