Затухание звука в металлах, стеклах и пластмассах
Для плоской волны коэффициент затухания по амплитуде $\alpha$, $м^{-1}$, может быть представлен в виде
$\alpha = \frac{1}{L} ln \left [ \frac{p(0)}{p(L)} \right ]$,
где $p(0), p(L)$ - амплитуды звукового давления в исходной точке и на расстоянии $L$, м. Иногда для измерения $\alpha$ используют единицу дБ/м, в этом случае
$\alpha = \frac{1}{L} 20 lg \frac{p(0)}{p(L)}$.
Связь этих коэффициентов затухания: $\alpha (дБ/м) = 8,686 \alpha$ ($м^{-1}$). Часто используется временной коэффициент затухания $\Gamma, с^{-1}: \Gamma = \alpha v$, где $\alpha$ выражено в $м^{-1}$, $v$ в м/с, для $\Gamma$ в дБ/мкс: $\Gamma = 8,686 \cdot 10^{-6} \alpha v$. Помимо $\alpha$ и $\gamma$ характеристиками затухания являются безразмерные добротность $Q = \frac{ \pi f}{ \alpha v}$.
Вещество |
Диапазон частот, Гц |
Тип возбуждения |
Добротность Q, 10³ |
α/f, 10⁻⁷ с/м |
Алюминий |
$(3,1 - 7,5) \cdot 10^{6}$ |
Продольные импульсы |
5,9 |
0,85 |
Алюминий |
$(5 - 15) \cdot 10^{6}$ |
Продольные импульсы |
7,63 |
0,64 |
Алюминий |
$(3,5-4,5) \cdot 10^{6}$ |
Сдвиговые импульсы |
19,4 |
0,53 |
Алюминий |
$(3-6,8) \cdot 10^{6}$ |
Сдвиговые импульсы |
17,2 |
0,59 |
Алюминий |
$(1-200) \cdot 10^{5}$ |
Продольный резонанс |
150 |
0,03 |
Алюминий монокристалл в направлении 110 |
$(1,5 - 6) \cdot 10^{7}$ |
Продольные импульсы |
1,09 |
4,6 |
Латунь |
$10^{7}$ |
Продольные импульсы |
- |
70 |
Латунь |
$9 \cdot 10^{6}$ |
Сдвиговые импульсы |
- |
160 |
Магний |
$(2-100) \cdot 10^{3}$ |
Продольные волны |
4,9 |
1,08 |
Магний |
$(7 - 76) \cdot 10^{6}$ |
Продольные импульсы |
0,965 |
5,5 |
Медь |
$(2 - 100) \cdot 10^{3}$ |
Продольное |
2,14 |
3,10 |
Медь |
$(2,5 - 30) \cdot 10^{3}$ |
Продольный резонанс |
2,18 |
3,10 |
Медь |
$(2,5 - 30) \cdot 10^{3}$ |
Сдвиговый резонанс |
4,38 |
3,20 |
Медь |
1-6 |
Изгиб |
0,98 |
- |
Медь |
11-25 |
Изгиб |
0,64 |
- |
Медь неотожженная |
$(1,5 - 6,5) \cdot 10^{7}$ |
Продольные импульсы |
1,77 |
3,6 |
Медь отожженная |
$(2,5 - 7,5) \cdot 10^{7}$ |
Продольные импульсы |
5,83 |
1,1 |
Молибден |
8-30 |
Изгиб |
0,465 |
- |
Монель |
8-32 |
Изгиб |
1,40 |
- |
Никель монокристалл |
$10^{7}$ |
Продольные волны |
- |
1,0 |
Никель поликристалл |
$8 \cdot 10^{6}$ |
Продольные импульсы |
- |
102 |
Никель поликристалл |
$2,5 \cdot 10^{6}$ |
Сдвиговые импульсы |
- |
233 |
Никель поликристалл |
12-33 |
Изгиб |
0,96 |
- |
Органическое стекло |
$10^{6}$ |
Продольные волны |
- |
250 |
Плавленый кварц |
$(0,2 - 1,5) \cdot 10^{7}$ |
Сдвиговые волны |
- |
0,19 |
Плавленый кварц |
$5 \cdot 10^{8}$ |
Сдвиговые волны |
- |
0,1 |
Плавленый кварц |
$(0,2 - 1,5) \cdot 10^{7}$ |
Продольные волны |
- |
1,23 |
Плавленый кварц |
$5 \cdot 10^{8}$ |
Продольные волны |
- |
0,7 |
Полистирол |
$10^{6}$ |
Продольные волны |
- |
170 |
Полиэтилен |
$10^{6}$ |
Продольные волны |
- |
520 |
Свинец |
$(1,6 - 15) \cdot 10^{3}$ |
Продольное |
$3,6 \cdot 10^{-2}$ |
400 |
Свинец |
$(1 - 9) \cdot 10^{3}$ |
Сдвиговое |
$3,6 \cdot 10^{-2}$ |
1400 |
Сталь |
5-10 |
Продольное |
5,0 |
1,0 |
Сталь |
2-8 |
Изгиб |
1,85 |
- |
Сталь +3,5% Ni |
8-25 |
Изгиб |
1,36 |
- |
Сталь вольфрамоуглеродистая |
$(2-100) \cdot 10^{3}$ |
Продольное |
- |
0,38 |
Сталь молибденовая |
$(2-100) \cdot 10^{3}$ |
Продольное |
- |
1,42 |
Стекло пирекс |
$(2 - 15) \cdot 10^{6}$ |
Продольные волны |
- |
4,89 |
Стекло свинцовое |
$(2 - 15) \cdot 10^{6}$ |
Продольные волны |
- |
3,21 |