Существует ли дисперсия акустических волн?

Question

Зависит ли скорость звуковой волны от частоты также, как скорость света в среде? Если нет, то почему нет? Если да, то почему да и почему мы этого не замечаем?

Answer 1

В акустических волнах действительно существует дисперсия, но она проявляется иначе, чем в световых волнах. В однородной среде вроде воздуха при нормальных условиях дисперсия звука практически отсутствует, поэтому все частоты распространяются с одинаковой скоростью. Именно поэтому мы слышим музыку без искажений, а не как набор разрозненных звуков разной частоты.

Однако дисперсия звука становится заметной в боле сложных средах. В твердых телах, особенно в кристаллах и композитных материалах, разные частоты могут распространяться с разными скоростями. В воде на больших глубинах тоже наблюдается дисперсия из-за изменения давления и температуры. В специальных акустических волноводах и метаматериалах дисперсия может быть очень сильной.

В повседневной жизни мы не замечаем звуковую дисперсию потому что в воздухе она пренебрежимо мала, а основная часть звуков, которые мы слышим, проходит именно через воздух.