Schallabsorption und ‐dispersion in Flüssigkeiten

Abstract

H . 0. Icneser. Schallabsorplion und -dispersion in Fliissigkeiten 271 Schallabsorption und -dispersion in nussigkeiten Von H. 0. E n e s e r (Mit 2 Abbildungen)Zalilreiche Messungen der Schallabsorption in Fliissigkeiten zeigen iibereinstimmencl, daB die klassische Theorie, die innere Reibung und M'armeleitung als alleinige Ursachen der Schallabsorption annimmt, zur Deutung nicht ausreicht: Es stellt sich zwar hiiufig im Einklang mit der klassisehen Theorie heraus, daB der Absorptionskoeffizient mit dem Quadrat der Frequenz ansteigt, und in einem Fall (H,0)2)*) w i d auch seine relative Anderung mit der Temperatur in fjbereinstiinmung mit der klassischen Theorie gefunden , jedoch ergeben sich die Absolutbetrage der Absorptionskoeffizienten in fast allen Fallen vie1 zu gro6.Es ist versuelit worden 14), diese starke Bbsorption durch die Annahme zu deuten, da6 Fliissigkeiten fur hochfrequente Schallwellen trube Medien darstellen, die die Schallwellen durch Streuung stark schwachen. Eine solehe ist in der Tat von Biquard5) nachgewiesen worden, allerdings in einem Betrage, cler wohl kauxn zur Erltl&ruiig der Absorption ausreicht. Die theoretische Behandlung konnte noch nicht so weit getrieben werden, dab ein Vergleicli mit der Erfahrung moglich wird.Nun ist kiirzlich die Messuug der Schallabsorption in einer 1 atomigen Fliissigkeit, dem Quecksilber, gelungen, und es hat sich gezeigt, daB hier der Absorptionskoeffizient in guter U bereinstirnmung mit dem nach der klassischen Theorie berechneten ist 5). Ubereinstinimung mit der klassischen Theorie bei 1 atomigen, Uberschreitung der klassischen hbsorptionswerte bei mehratomigen Substanzen ist aber gerade das, was man auch bei Gasen findet. Daher erscheint der Versuch gerechtfertigt, die gleichen Uberlegungen, die zur Klarung der Schallabsorption und -dispersion in Gasen gefiilirt haben auch auf Fliissigkeiten nnzuwenden.Irn folgenden sol1 gezeigt werden, (I.) dab diese fjberlegungen sich derart verallgemeinern lassen, daB sie auch fur Fliissigkeiten *) Hochstehende Ziffer deutet auf das Literaturverzeichnis am Schlufl der Abhandlung hin.

Thermodynamics of Ultracold Fermi Gases

“…We present here a simpli ed model for which the relaxation can be captured using a single relaxation time scale τ model rst introduced by Kneser in the 1930's [237] . For a classical gas τ −1 is on the order of the collision rate per particle, and a typical value at ambient temperature and pressure is τ ∼ 10 −10 s. In the acoustic domain, sound wave frequencies are much smaller than typical relaxation rates, therefore the gas locally remains almost at equilibrium.…”

“…In the case of a single relaxation time scale τ , the speed of sound c smoothly interpolates between c 0 and c ∞ when ω is varied, according to [237,238]:…”

Поглощение Ультразвуковых Волн В Жидкостях И Молекулярный Механизм Объёмной Вязкости

“…Тот Же результат получится, если предположить/ что напряжение складывается" из равновесного (2) и релаксационного (10). Соответ-ствующие модели изображены на рис.…”

“…И. Ансельм производил расчёт поглощения в однраюмной ртути; Если предположить, что незначительное превышение погло-щения звука по сравнению с классическим в жидкой одноатомной ртути обусловливается механизмом структурной релаксации, то расчёт показывает, что эта релаксация должна наблюдаться при частоте [5][6][7][8][9][10] 11 гц. Это .является вполне разумной величиной, так как изве-стно, что в ртути вплоть до очень высоких ультразвуковых частот (о^ 10 9 гц) -^ сохраняет постоянное значение.…”

“…Они показали также, что эти процессы могут быть учтены введением рзлаксирующей объёмной вязкости. Позже Кнезер 10 опубликовал теорию, по существу тождественную теории Мандель-штама и Леонтовича. Его работа отличается только тем, что он не дал явного термодинамического выражения для входящих в урав-нения параметров и поэтому его теория совершенно непригодна для конкретных расчётов.…”