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J. Phys. Colloques
Volume 33, Numéro C6, Novembre 1972
COLLOQUE PAUL LANGEVIN SUR LES ULTRASONS
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Page(s) | C6-166 - C6-169 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jphyscol:1972638 |
J. Phys. Colloques 33 (1972) C6-166-C6-169
DOI: 10.1051/jphyscol:1972638
ULTRASONIC ABSORPTION MEASUREMENTS IN SINGLE MOLECULAR CRYSTALS
A. E. VICTOR, H. E. ALTMAN Jr. and R. T. BEYERDepartment of Physics, Brown University Providence Rhode Island 02912 USA
Résumé
Les mesures d'absorption ultrasonore ont été réalisées par une méthode d'impulsion le long des axes principaux d'un monocristal de benzène. Les mesures ont été effectuées au moyen d'ondes longitudinales dans la gamme de fréquence de 6-38 MHz et dans le domaine de température de 170-250 °K. Suivant les théories actuelles de l'absorption, le coefficient d'absorption α doit être proportionnel au carré de la fréquence dans ces domaines de température et de fréquence ; cependant, on observe pour α un écart à cette loi lorsque la température diminue l'écart étant différent pour chaque axe. Dans le cas de l'axe a, un pic de relaxation est observé (pour la courbe αλ-ν) au voisinage de 15 MHz et pour l'axe b légèrement supérieur à 20 MHz. Le comportement le long de l'axe c est plus complexe, ce qui laisse supposer la présence d'effets multiples. L'hypothèse selon laquelle l'absorption résulte d'un échange d'énergie entre les vibrations du réseau et les oscillations moléculaires de basse fréquence a été avancée ; mais les valeurs théoriques (selon les théories de Liebermann et Danielmeyer des temps de relaxation sont de 10 à 100 fois trop petites. Une modification de la théorie de Danielmeyer, pour tenir approximativement compte de l'anisotropie conduit à une amélioration, mais l'accord jusqu'ici n'est que dans les ordres de grandeur. Des monocristaux de nitrobenzène ont été également synthétisés et des mesures effectuées par deux techniques différentes. Les résultats de ces mesures seront également exposés.
Abstract
Ultrasonic absorption measurements have been made by a pulse method along the principal axes of single crystalline benzene. The measurements were made with longitudinal waves in the frequency range 6-38 MHz, and over a temperature range 170-250 °K. Present theories of such absorption predict the absorption coefficient α to be proportional to the square of the frequency in the temperature and frequency range of this experiment ; however, α was observed to depart from the dependence as the temperature was lowered, the change being different for each axis. In the case of the a axis, a relaxation peak was observed (for the αλ-ν curve) in the neighborhood of 15 MHz, and for the b- axis, just above 20 MHz. The behavior along the c- axis was more complex, suggesting the presence of multiple effects. It has been hypothesized that the absorption results from an exchange of energy between the lattice vibrations and the low frequency molecular oscillations, but the theoretically derived (from the theories of Liebermann and Danielmeyer) relaxation times are 10 to 100 times too small. Modification of the Danielmeyer theory to take rough account of anisotropy leads to some improvement, but agreement thus far is order-of-magnitude. Single crystals of nitrobenzene have also been grown, and measurements made by two different laboratory techniques. The results of these measurements will also be reported.