53
ных и неоднородных границах среды приводит к уменьшению интенсивности при отражении звука и прохождении его через границу, т. е. к изменению коэф. отражения и прохождения волны, определяемого согласно законам геометрической акустики. Подробнее см. в ст. Рассеяние звука,
Поглощение звука ≈ необратимый переход звуко-ной энергии в другие виды энергии {преим. в теплоту) ≈ может быть обусловлено разл. механизмами. Большую роль играют вязкость и теплопроводность среды, а на высоких частотах ц при низких темп-pax ≈ разл. процессы взаимодействия звуковых волн с внутр. возбуждениями в тв╦рдом теле (фононами, электро-нами проводимости, спиновыми волнами и др.). Подробнее СМ. в ст. Поглощение звука.
При 3. з., обусловленном рассеянием и поглощением, интенсивность звука убывает с расстоянием по экспоненциальному закону е~^Г, где 6 ≈ коэф. затухания (амплитуда гармоннч. волны ≈ по закону £-6г)> в отличие от степенного закона убывания интенсивности при расхождении волны. Коэф. 3. з. б выражается в единицах м"1 (см"1) или в логарифмич. единицах Нп/м, дБ/м. и. п. ГОЛЛАШНИ. ЗАТУХАНИЕ КОЛЕБАНИИ ≈ уменьшение амплитуды колебаний с течением времени, обусловленное потерей анергии колебат, системой. Потери энергии колебаний
вызываются в механич. системах превращением е╦ в теплоту вследствие трения и излучением упругих волн в окружающую среду, в электрических системах ≈ омич. потерями в них и из-лучением эл.-магн. волн в окружающее пространство. Закон 3. к. определяется свойствами системы. В линейных системах 3. к, происходит по экспоненте:
колебаний. Поэтому закон 3. к. оказывается не экспоненциальным. Простейший с точки зрения закона 3. к. случай ≈ это нелинейная механич. система, в к-рой величина силы трения постоянна (не зависит от величины скорости), а направление силы трения противоположно скорости (т. н. сухое трение). Такая сила трения возникает в системах, движение к-рых связано со скольжением, напр, при колебаниях крутильного маятника с осью, установленной в подшипниках скольжения. В этом случае амплитуды колебаний убывают по закону арифметич. прогрессии.
Лит.; Андронов А, А,, В и т т А. А,, X а й-кин С, Э-, Теория колебаний, 3 изд., М., 1981; Горелик Г, С., Колебания а волны, 2 изд., М,, 1959; Бишоп Р., Колебания, пер. с англ., .'i изд., М., 1986.
ЗАТУХАНИЕ КОНТУРА ≈ величина, определяющая скорость убывания амплитуд собств. колебаний в электрич. контуре и вместе с тем характеризующая его резонансные свойства при вынужденных колебаниях. Амплитуда собств. колебаний в коптуре убывает вследствие рассеяния энергии. Если обозначить WK всю энергию колебаний в контуре, a Wn ≈ часть е╦, составляющую потери за один период колебаний» то при И/К>ТУП 3. к. равно d≈Wn/2n,WK. В электрич. контуре, состоящем из Сосредоточенной индуктивности L, ╦мкости С и сопротивления R, 3. к. (при том же
ограничении) равно: d=RVCjL. 3. к. является величиной, обратной добротности, и определяет ширину резонансной кривой; в случае вынужденных колебаний 3. к. пропорционально декременту затухания б:
(рис.); где t ≈ время, ее ≈ показатель затухания системы. Для простейшоп мехаиич. системы ≈ тела массы т, удерживаемого в положении равновесия упругой сплои и испытывающего трение, пропорциональное скорости (с коэф. пропорциональности ft), a=bj2m\ для простейшей электрич. системы ≈ колебательного контура с индуктивностью L и сопротивлением R cc=ft/2L. 3. к, практически можно считать закончившимся, если амплитуда колебании уменьшилась до ~ 1% нач. величины. Время т, в течение к-рого это произойд╦т, определяется из условия е~ат≈ 0,01 или ат=4,6, то есть т≈ 4,6/а.
К затухающим колебаниям, строго говоря, неприменимо понятие периода или частоты. Однако если затухание мало, то можно условно пользоваться понятием периода 7\ как промежутка времени между двумя последующими максимумами колеблющейся величины (тока, иапряжения, размаха колебаний маятника и т. д.). «Период» 2\ увеличивается по мере увеличения потерь энергии в системе. Для привед╦нных выше простейших случаев соответствующая этому условному «периоду» частота затухающих колебаний
(Oi≈ 214/7*1= К wj≈ аа, где шв ≈ угловая частота собств.
колебаний в отсутствии потерь энергии в системе. Скорость 3. к, часто характеризуют декрементом затухания б=аГ1, определяющим уменьшение амплитуды за один «период» колебаний, или величиной d~ б/л, наз. просто затуханием. Скорость 3. к. связана с добротностью колебат. системы Q; в рассмотренных простейших случаях d≈-\!Q.
В нелинейных системах отношение потерь энергии за период к полной энергии колебаний не оста╦тся постоянным, а изменяется с изменением амплитуды
ЗАТУХАНИЕ СВОБОДНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ≈ обус-
ловленное релаксационными процессами уменьшение амплитуды поляризации среды после прекращения действия возбуждающего импульса резонансного эл.-магн. излучения. Падающий на среду импульс когерентного эл. -магн. излучения с частотой w, резонансной разреш╦нному переходу между квантовыми состояниями (а) и 1 Ь} (соответствующими уровням энергии а и Ъ отдельных квантовых систем, т. е. атомов, молекул, примесных центров и т. д.), созда╦т когерентную суперпозицию этих состояний, индуцируя тем самым элементарные диполи, колеблющиеся с частотой возбуждающего поля и связанные между собой по фазе. В результате возникает волна поляризации вещества, имеющая частоту ш и волновой вектор ft, равный волновому вектору падающего импульса. По окончании импульса, т. е. когда среда свободна от воздействия тюля, резонансная поляризация ещ╦ сохраняется, однако е╦ амплитуда со временем уменьшается (затухает), а эл.-магн. волна, создаваемая колеблющимися с затухающей амплитудой диполями, регистрируется как сигнал 3. с. п. [1 ≈ 31. Аналогом 3. с. п. в ядерном магнитном резонансе является эффект затухания свободной индукции.
Имеются две качественно различные причины, вызывающие 3. с. п. Первая из них ≈ это процессы необратимой релаксации, к-рые приводят к распаду состояний | а> и [ Ь> (спонтанное испускание, неун-ругие столкновения и т. д.) или к сбою их фаз (упругие столкновения). Эти процессы характеризуются временем поперечной релаксации Tz и обусловливают т.н. однородное уширекие спектральных линий (см, Ширина спектральной линии).
Вторая причина ≈ различие собственных частот <#Ьа> обусловленное либо эффектом Доплера при тепловом движении атомов и молекул в газе, либо смещением квантовых уровней в неоднородном внутри-кристаллич. или внеш. поле (неоднородное уширение линии перехода). Поскольку в свободном состоянии диполи колеблются с собств. частотами со^д, то возникает их расфааировка, приводящая к дополнит. затуханию поляризации.
Если возбуждающий импульс имеет прямоугольную
* А
форму (рис. 1) и длительность т< Г2, Т% (7%≈
Ш
X
<
X
>
< F)
57
