Sound velocity and absorption in amorphous silica

Summary

Velocity and absorption coefficient of sound have been measured in fused silica, in the range of temperature (30÷300) °K, and at the frequencies of 15, 25, 35, 45 MHz. The obtained results, while generally agreeing with similar data given by other authors in a different range of frequencies, show however some peculiarities not observed until now. In addition the possibility of comparison of data taken at the same temperature but at different frequencies allows a more detailed insight into the physical mechanism that originates the observed anomalies. A tentative theoretical explanation is proposed, that assigns the excess of absorption to a possible mechanism called “stochastic resonance» that would be peculiar to disordered structures. The experimental data well support such an explanation.

Riassunto

Sono state effettuate misure di velocità e di assorbimento acustico nel quarzo vetroso, nell'intervallo di temperature (30÷300) °K ed alle frequenze di 15, 25, 35, 45 MHz. La possibilità di poter confrontare misure effettuate alla stessa temperatura ma a differenti frequenze ha permesso una migliore comprensione del meccanismo fisico che dà luogo ad alcune anomalie osservate. L'approccio teorico proposto attribuisce l'eccesso di assorbimento acustico ad un possibile meccanismo detto «risonanza stocastica», che dovrebbe essere tipica delle strutture disordinate.

Резюме

Были измерены скорость звука и коэффициент поглощения звука в плавленном кремнеземе в области температур (30÷300) °K и при частотах 15, 25, 35, 45 Мгц. Полученные результаты, вообще говоря, согласуются с аналогичными данными других авторов в другой области частот, но обнаруживают некоторые особенности, которые до сих пор не наблюдались. Кроме того, возможность саналогиаными данными других авторов в другой области частот, но обнаруживают некоторые особенности, которые до сих пор не наблюдались. Кроме того, возмжность сравнения данных, полученных при той же температуре, но при других частотах, позволяет правильно понять физический механизм, который приводит к наблюденным аномалиям. Предлагается теоретическое обяяснение, которое приписывает избыточное поглощение возможному механизму, называемому «стохастическим резонансом», который является характерным для разупорядоченных структур. Экспериментальные данные подтверждают такое обьснение.