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高音和低音是不是跑得一样快—色散
在光学中大家已经习惯了不同色的光在玻璃中跑的速度不一样，在光学上叫色散，这样才能用三梭镜把白光分析成七色光。可是声音呢?如果在空气里高音和低音跑的速度不一样，那就话也听不清楚。音乐听起来，也就不是那么一回事了。好在在空气里没有这种现象。不过，在有的气体和液体中，在某些固体中会有这样的现象，就是不同频率的声在介质中传播时速度不一样。这个现象，声学家沿用光学的术语，也叫它色散，或者叫频散。
产生这种现象的原因在于介质中有所谓弛豫现象。也就是在声波在介质中传播时会激发介质中的内部自由度，包括分子的振荡与旋转运动、离子化和离解、化学反应、液体分子内部结构重新排列、金属中的超声与电子传导相互作用等等。声波前进的能址转化为这些内部自由度需要一些时间，叫弛豫时间。声波如果频率很高，声波的一个周期比弛豫时间小得多，介质内部自由度还来不及激发就过去了。那么介质内部自由度就好像不存在一样。声波如果频率很低，那么一部分声能就会转化为内部自由度的能量。这时由于前进能量减少，介质的弹性和声速都有所降低。也就是说，在有弛豫现象的介质中，低频声传得慢，高频声传得快。声速变化最快的频率相应于声波一个周期的时间和弛豫时间差不多的时候。这种现象对于研究物体的性质和分子过程的动力学很有用。用超声研究次些问题的学科分支叫分子声学。
除了由于介质内部弛豫引起的色散以外，还有另一种色散，它是由于介质存在有边界而引起的。比如说在板或杆的厚度或直径比声波波长小得多的情况，板或杆上传播的弯曲波就会有色散存在，也就是高频波与低频波传播速度不一样。因为薄板或细杆是在一个波长范围内弯曲的，波长越短，弯曲愈不容易，也就是相当于弹性增加。弹性增加就使声速增加。在这种薄板或细杆中声传播速度随频率的平方根而增加。
