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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 凝聚态物理 » 声波的振幅随温度升高而下降的原因？
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shiling1813

新虫 (小有名气)

[求助] 声波的振幅随温度升高而下降的原因？ 已有2人参与

最近兄弟我在做波导杆（钨丝）中的超声波传输实验，发现从常温到900摄氏度的过程中，
超声波的振幅随温度升高下降了一个量级。

      怎么从物理上解释这个现象，尤其是从原子微观机理上解释这个现象？什么计算软件可以定量分析这个现象？
我查看了一些声学方面的书，基本都是从宏观力学上描述声波，没看到微观上如何联系宏观声波，我实在是困惑。

      我曾想从弹性模量的变化解释这个现象，但当温度升高时（从常温到900摄氏度），
钨的弹性模量减小不到一倍（约从400MPa减小到300MPa）。当温度升高时，形变和振幅变化似乎不应该很大吧。

      我觉得这个问题很有意思，很想知道原因。请各位学者们给我解惑啊？
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1楼 2015-07-15 19:51:02
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shiling1813

新虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by leedobb at 2015-07-17 10:30:51
个人感觉是温度高了后，声波的大部分能量被迅速耗散成热能了，或者说在低温时，材料是较理想的弹性体，温度升高后有了一定了粘性。具体得搭个模型算算。

谢谢你的回答！
      模型怎么搭呢？采用什么计算软件和理论？从哪能找到这方面的资料啊？
      一般的声学问题，很少涉及原子方面的问题。我翻看了一些声学书，只有个别的书上定性提到，声波传到某个位置时，分子能量重新分配，经过弛豫后，分子振动能量可以耗散掉（声波传播的）能量。
      另，钨材料什么温度下会变成粘性塑性体？从哪里可以查到数据呢？是不是变成粘性材料后，声波幅值就会下降很大？
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8楼2015-07-19 00:03:05
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Wei_ren

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
弹性模量降低，声速就降低了！温度升高，应该钨丝中的声速就降低了，那么波长等于声速除以频率，所以同样频率的声波，振幅就减小了！你可以看一下固体中的声波，如张海澜的《理论声学》和何祚镛的《声学理论基础》，里面都有声速介绍的。
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2楼2015-07-15 21:01:03
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shiling1813

新虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by Wei_ren at 2015-07-15 21:01:03
弹性模量降低，声速就降低了！温度升高，应该钨丝中的声速就降低了，那么波长等于声速除以频率，所以同样频率的声波，振幅就减小了！你可以看一下固体中的声波，如张海澜的《理论声学》和何祚镛的《声学理论基础》， ...

首先谢谢你的答复！虽然好像你的解释没有解决我的问题。
在你的答复中说：“那么波长等于声速除以频率，所以同样频率的声波，振幅就减小了”。我认为应该是：声速除以频率，所以同样频率的声波，声速减小，波长就减小，但没法知道振幅怎么变化啊，波长和振幅不是一回事吧。
另，我查看过张海澜的《理论声学》和何祚镛的《声学理论基础》，没在书里面找到原子分子尺度的微观解释，书中基本都是宏观力学方面的介绍。
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3楼2015-07-16 22:23:17
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syd4182

新虫 (著名写手)
很值得深刻思考

[ 发自小木虫客户端 ]
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4楼2015-07-16 23:41:46
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