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Erschienen in: Rheologica Acta 1-2/2019

15.11.2018 | Original Contribution

On the Kramers-Kronig relations

verfasst von: José M. Carcione, Fabio Cavallini, Jing Ba, Wei Cheng, Ayman N. Qadrouh

Erschienen in: Rheologica Acta | Ausgabe 1-2/2019

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Abstract

We provide a new derivation of the Kramers-Kronig relations on the basis of the Sokhotski-Plemelj equation with detailed mathematical justifications. The relations hold for a causal function, whose Fourier transform is regular (holomorphic) and square-integrable. This implies analyticity in the lower complex plane and a Fourier transform that vanishes at the high-frequency limit. In viscoelasticity, we show that the complex and frequency-dependent modulus describing the stiffness does not satisfy the relation but the modulus minus its high-frequency value does it. This is due to the fact that despite its causality, the modulus is not square-integrable due to a non-null instantaneous response. The relations are obtained in addition for the wave velocity and attenuation factor. The Zener, Maxwell, and Kelvin-Voigt viscoelastic models illustrate these properties. We verify the Kramers-Kronig relations on experimental data of sound attenuation in seabottoms sediments.

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Metadaten
Titel
On the Kramers-Kronig relations
verfasst von
José M. Carcione
Fabio Cavallini
Jing Ba
Wei Cheng
Ayman N. Qadrouh
Publikationsdatum
15.11.2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Rheologica Acta / Ausgabe 1-2/2019
Print ISSN: 0035-4511
Elektronische ISSN: 1435-1528
DOI
https://doi.org/10.1007/s00397-018-1119-3

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