Поглощение волн

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 упругой волны

Поглощение упругих волнПравить

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.

$$a=a_0{e}^{-<!--\; -\; -->\mathrm{\alpha <!--\; \alpha \; -->}r}$$

 

$a_0$$a_{0}$ — амплитуда волны в источнике; $\mathrm{\alpha <!--\; \alpha \; -->}$$\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.

$$\mathrm{\alpha <!--\; \alpha \; -->}=\mathrm{\delta <!--\; \delta \; -->}{f}^2$$

 

$$\mathrm{\alpha <!--\; \alpha \; -->}=\mathrm{\delta <!--\; \delta \; -->}f$$

 

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.

Поглощение электромагнитных волнПравить

Основная статья: Поглощение электромагнитного излучения