
【化】 supersonic absorption
supersound
absorb; imbibe; soak; assimilate; draw on; drink in; sorb; suck
【化】 absorption
【醫】 absorb; absorption; resorb; resorption; rhoebdesis
【經】 absorption; assimilation
超音吸收(英文:Ultrasonic Absorption)指超聲波在介質中傳播時,其能量被介質部分轉化為熱能或其他形式能量而逐漸衰減的現象。這一過程是聲波與物質相互作用的重要物理特性,主要源于介質的粘滞性、熱傳導及分子弛豫效應。以下是詳細解釋:
粘滞性吸收
超聲波在介質(如液體或固體)中傳播時,介質内部粒子因振動産生摩擦(粘滞阻力),部分聲能轉化為熱能。該效應在液體中尤為顯著,其吸收系數與聲波頻率的平方成正比。
熱傳導吸收
聲波傳播伴隨局部壓縮和膨脹,導緻溫度波動。介質的熱傳導會部分抵消溫度梯度,使聲能轉化為熱能。氣體中的超音吸收主要由此機制主導。
分子弛豫吸收
在複雜介質(如多原子分子液體)中,聲波振動可能激發分子内部自由度(如旋轉、振動能級),分子需一定時間(弛豫時間)重新達到平衡狀态,此過程消耗聲能。弛豫吸收具有頻率依賴性,通常在特定頻段出現峰值。
吸收系數(α):量化單位距離内聲強衰減程度,單位為奈培/米(Np/m)或分貝/米(dB/m)。
經典理論中,粘滞性吸收系數可表示為:
$$ alpha_{text{visc}} = frac{2pi f eta}{3rho c} $$
其中 ( f ) 為聲波頻率,( eta ) 為介質動力粘度,( rho ) 為密度,( c ) 為聲速。
弛豫吸收模型:
$$ alpha_{text{rel}} = frac{A omega tau}{1 + omega tau} $$
( A ) 為弛豫振幅,( omega ) 為角頻率,( tau ) 為弛豫時間。
醫學超聲成像
生物組織對超聲波的吸收特性影響成像分辨率與穿透深度。例如,肌肉的吸收系數高于脂肪,需調整頻率以優化診斷效果(如腹部超聲常用2–5 MHz)。
材料無損檢測
通過測量材料對高頻超聲的吸收譜,可推斷内部結構缺陷或相變。金屬晶界、複合材料層間脫粘等缺陷會顯著改變吸收系數。
化學分析
分子弛豫吸收譜能反映液體中化學反應的動力學過程,如蛋白質構象變化或溶劑化效應,常用于生物物理化學研究。
Kinsler, L.E.等著,詳細推導聲吸收的物理模型及數學表達。
美國醫學物理學家協會(AAPM)推薦讀物,涵蓋生物介質中的吸收機制。
定義大氣中超音吸收的計算方法,適用于環境噪聲預測。
(注:因搜索結果未提供直接鍊接,參考文獻僅标注來源名稱,建議通過學術數據庫檢索獲取原文。)
關于"超音吸收"這一術語,經核查現有資料發現:
術語準确性說明
現有權威詞典和百科資料中均未收錄"超音吸收"的标準詞條,推測可能存在以下情況:
相關概念解析
根據吸收的物理定義(),結合聲學原理可推斷:
工程應用場景
在聲學工程中,通過多孔材料(如吸音棉)或共振結構(亥姆霍茲共振器)實現特定頻段聲波吸收,其中超高頻段的吸收需要特殊材料設計()
建議:若需專業領域的準确定義,請提供更多上下文或确認術語的正确性。對于聲學材料研究,可參考《聲學基礎》(南京大學出版社)中關于頻散吸收的章節。
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