Felszíni akusztikus hullámok. Felszíni hullámok

A felületaktív anyagok a szilárd test szabad felületének közelében vagy két különböző test közötti határfelület közelében lehetnek. Ötféle felületaktív anyag létezik.
Rayleigh hullámai, amelyet elméletileg Rayleigh fedezett fel 1885-ben, létezhet szilárd testben, a vákuummal határos szabad felülete közelében. Az ilyen hullámok fázissebessége a felülettel párhuzamosan irányul, és a közelében rezgő közeg részecskéinek mind keresztirányú, a felületre merőleges, mind pedig hosszirányú komponensei vannak az elmozdulásvektornak. Ezek a részecskék rezgéseik során elliptikus pályákat írnak le a felületre merőleges és a fázissebesség irányán átmenő síkban. Ezt a síkot szagittálisnak nevezik. A hosszanti és keresztirányú rezgések amplitúdója a felszíntől a közegbe való távolsággal csökken, exponenciális törvények szerint, eltérő csillapítási együtthatókkal. Ez oda vezet, hogy az ellipszis deformálódik, és a felülettől távol eső polarizáció lineárissá válhat. A Rayleigh-hullám behatolása a hangcső mélységébe a felszíni hullám hosszának nagyságrendjében van. Ha egy Rayleigh-hullámot gerjesztünk egy piezoelektromosban, akkor lassú hullám lesz benne és a felszíne felett is vákuumban. elektromos mező a közvetlen piezoelektromos hatás okozza.
Stoneleigh hullámai(vagy Stonley), amelyet az 1908-ban felfedező tudósról neveztek el, abban különböznek a Rayleigh-hullámoktól, hogy két szilárd közeg határfelülete közelében létezhetnek akusztikus érintkezésben. Amikor egy Stoneley-hullám terjed, mindkét közeg részecskéi részt vesznek az oszcillációban. Ugyanakkor, akárcsak a Rayleigh-hullámban, fellépnek elliptikus mozgás a sagittalis síkban. A Stoneley-hullámok behatolási mélysége az érintkező közegekbe a felszíni hullámhossz nagyságrendjében van.
Gulyaev - Bluestein hullámok(Blyukshtein) 1968-ban fedezte fel a Szovjetunióban Yu.V. és függetlenül az Egyesült Államokban a Bluestein. Nekik kettő van jellegzetes jelei. Egyrészt csak piezoelektromos kristályokban léteznek a szabad határ közelében, másrészt a közeg részecskéi tisztán keresztirányú rezgéseket tapasztalnak a felülettel párhuzamos irányban ("vízszintes" polarizáció). A Gulyaev-Blustein hullámok mélyebben hatolnak be az oszcilláló közegbe, mint a Rayleigh és Stoneley hullámok. A szilárd test térfogatába való behatolásuk mélysége nagyságrendileg λ hang ε / k 2 , ahol ε a dielektromos állandó, k - elektromechanikus csatolási együttható (lásd alább). A közvetlen piezoelektromos hatásnak köszönhetően a Gulyaev-Blustein hullámot lassú elektromos térhullám kíséri a piezoelektromos felülete feletti vákuumban.
Marfeld hullámai - Tournois, 1971-ben fedezték fel, abban különböznek a Gulyaev-Blustein hullámoktól, hogy két egymással érintkező piezoelektromos egység határfelülete közelében létezhetnek. Ezek a felületaktív anyagok is tisztán nyíró hatásúak és „vízszintes” polarizációval rendelkeznek.
Szerelem hullámai (1926) vékonyra kenjük (kb λ hang) olyan anyagréteg, amely olyan hordozóra kerül, amelyben a hangsebesség nagyobb, mint a rétegben. Ezek a tisztán nyíróhullámok „vízszintes” polarizációval rendelkeznek, és nagyságrendi mélységig hatolnak be a hordozóba. λ hang. Sebességük a rétegben és a hordozóban lévő hangsebesség között van.

1.3. Irányított és csatornázott hullámok. képviselői hullámvezető Az akusztikus módusok vékony lemezek vagy filmek hullámai, amelyeknek mindkét felülete szabad, vastagsága pedig a rugalmas hullámhossz nagyságrendje. Ebben az esetben a lemez egy sík hullámvezető funkcióit látja el, és maguk a hullámok lényegében normál hullámok benne. Ez utóbbiakat bárányhullámoknak nevezték el az őket 1916-ban felfedező tudós után. A Lamb-hullám eltolási vektorának hosszirányú és keresztirányú komponensei is vannak, és a keresztirányú komponens merőleges a hullámvezető felületére.
A hullámvezető módok további képviselői a normál akusztikus hullámok különböző profilú (kerek, téglalap alakú stb.) vékony rudakban. Csatornázva az akusztikus hullámok azok a hullámok, amelyek a szilárd test szabad (nem feltétlenül sík) felületén kialakított hornyok és különböző profilú (téglalap, háromszög, félkör alakú stb.) kiemelkedések mentén, valamint a térszög mentén terjedhetnek. két arcú hangcső alkotja. Gyakorlati szempontból vonzóak, mert akusztikus integrált áramkörökben használhatók.

2. ELEKTROMEHANIKAT LEÍRÓ EGYENLETEK
FOLYAMATOK A PIEZOELEKTROMIKÁBAN

Eddig az izotróp szilárd test térfogatában terjedő térfogati akusztikus hullámokról beszéltünk. 1885-ben Rayleigh angol fizikus elméletileg megjósolta a vékonyrétegben történő terjedés lehetőségét. felszíni réteg levegővel határos szilárd test, felszíni akusztikus hullámok, amelyeket általában Rayleigh-hullámoknak neveznek - hullámoknak. A Rayleigh-problémában a probléma megfogalmazására és végeredményére szorítkozunk. A vákuum és az izotróp szilárd közeg között lapos határvonal van. A határfelület egybeesik a síkkal, a tengely mélyen a szilárd közegbe van irányítva.

A probléma megoldásának kiindulópontja a Sánta mozgásegyenlet (4) és a peremfeltétel, ahol nj a komponensek egység normál a felszínre. A vákuum határán külső erők Fi hiányzik, és a normálnak (3. ábra) van egy komponense a z mentén.

Harmonikus hullámoknál a kezdeti hullámegyenletek a peremfeltételek pedig azt a formát öltik

A megoldást az x tengely mentén szilárd féltérben haladó síkharmonikus hullámok formájában keresik.

A felületi hatás érdekében az amplitúdóknak a határvonal mentén kell csökkenniük

A feltett probléma első megoldásának formája van

ahol B a hullámgerjesztési feltételek által meghatározott amplitúdó-állandó. Ez a megoldás egy homogén volumetrikus (nincs amplitúdócsökkenés a felületi normál mentén) nyíróhullámnak felel meg, amely az x menti terjedési irányra merőleges irányban és a felület normálja mentén polarizálódik. Ez a hullám instabil abban az értelemben, hogy a probléma megfogalmazásának kis eltérései (például a felületi réteg terhelése vagy piezoelektromos hatás jelenléte a közegben) felületi hullámmá tehetik ezt a hullámot. A probléma megoldásának második típusa határozza meg a Rayleigh felszíni hullámot.

Hullámvektorok, és egymással összefüggenek peremfeltételek a Rayleigh-hullám pedig egy összetett akusztikus hullám.

A Rayleigh-hullám sebességét a

Amikor a Poisson-hányados hozzávetőlegesen változik, a sebesség értékről -re változik. A sebesség csak a szilárd anyag rugalmas tulajdonságaitól függ, és nem függ a frekvenciától, és a Rayleigh-hullámnak nincs diszperziója. A hullám amplitúdója a felszíntől való távolság növekedésével gyorsan csökken. A Rayleigh-hullámban a közeg részecskéi a (14), (15) szerint mozognak elliptikus pályákon, főtengely Az ellipszis merőleges a felületre, és a felületen lévő részecskék mozgási iránya az óramutató járásával ellentétes irányban történik a hullámterjedés irányához képest. A Rayleigh-hullámokat a földkéreg szeizmikus rezgései során fedezték fel, amikor három jelet rögzítettek. Az első egy longitudinális hullám áthaladásához kapcsolódik, a második jel a keresztirányú hullámokhoz, amelyek sebessége kisebb, mint a hosszanti hullámok. A harmadik jelet pedig a hullámok Földfelszín feletti terjedése okozza. A hullámok mellett van egész sor más típusú felületi akusztikus hullámok (SAW). Felületi transzverzális hullámok szilárd, rugalmas féltéren fekvő szilárd rétegben (Love waves), hullámok lemezekben (Lamb waves), hullámok ívelt felületeken, ékhullámok stb. A felületaktív anyagok energiája egy keskeny felületi rétegben koncentrálódik, amelynek vastagsága az általuk nem tapasztalt hullámhossz (az ömlesztett hullámokkal ellentétben); nagy veszteségek a geometriai divergenciához a féltér térfogatába és ezért kiterjedhetnek a hosszútáv. A felületaktív anyagok könnyen hozzáférhetők a technológia számára, mintha „könnyű lenne bevenni őket”. Ezeket a hullámokat széles körben használják az akusztoelektronikában.

Felszíni hullámok

Tipikus SAW-eszköz, például sávszűrőként. A felületi hullám a bal oldalon jön létre, nyomtatott vezetőkön keresztül váltakozó feszültség alkalmazásával. Ahol Elektromos energia mechanikussá alakul át. A felület mentén haladva a mechanikai nagyfrekvenciás hullám megváltozik. A jobb oldalon - a fogadó sávok felveszik a jelet, miközben inverz konverzió mechanikus energia változóhoz elektromosság, terhelési ellenálláson keresztül.

Felszíni akusztikus hullámok(felületaktív anyag) - rugalmas hullámok, amelyek a szilárd test felületén vagy más közegek határán terjednek. A felületaktív anyagok két típusra oszthatók: függőleges polarizációjú és vízszintes polarizációjú ( Szerelmi hullámok).

A felszíni hullámok leggyakoribb speciális esetei a következők:

• Rayleigh hullámai(vagy Rayleigh), klasszikus értelemben, egy rugalmas féltér határa mentén terjedve vákuummal vagy meglehetősen ritka gáznemű közeggel.
• a szilárd-folyadék határfelületen.
• Stonley Wave
• Szerelmi hullámok- vízszintes polarizációjú (SH típusú) felszíni hullámok, amelyek a rugalmas rétegszerkezetben rugalmas féltéren terjedhetnek.

Rayleigh hullámai

A Rayleigh által elméletileg 1885-ben felfedezett Rayleigh-hullámok szilárd testben létezhetnek a vákuummal határos szabad felszín közelében. Az ilyen hullámok fázissebessége a felülettel párhuzamosan irányul, és a közelében rezgő közeg részecskéinek mind keresztirányú, a felületre merőleges, mind pedig hosszirányú komponensei vannak az elmozdulásvektornak. Ezek a részecskék rezgéseik során elliptikus pályákat írnak le a felületre merőleges és a fázissebesség irányán átmenő síkban. Ezt a síkot szagittálisnak nevezik. A hosszanti és keresztirányú rezgések amplitúdója a felszíntől a közegbe való távolsággal csökken, exponenciális törvények szerint, eltérő csillapítási együtthatókkal. Ez oda vezet, hogy az ellipszis deformálódik, és a felülettől távol eső polarizáció lineárissá válhat. A Rayleigh-hullám behatolása a hangcső mélységébe a felszíni hullám hosszának nagyságrendjében van. Ha egy Rayleigh-hullámot gerjesztünk egy piezoelektromosban, akkor mind a belsejében, mind a felszíne felett vákuumban lassú elektromos térhullám keletkezik, amelyet a közvetlen piezoelektromos hatás okoz.

Felületi akusztikus hullámokkal rendelkező érintőképernyőkben használatos.

Csillapított Rayleigh-hullámok

Csillapított Rayleigh-típusú hullámok a szilárd-folyadék határfelületen.

Folyamatos hullám függőleges polarizációval

Folyamatos hullám függőleges polarizációval, a folyadék és a szilárd test határán haladva sebességgel

Stonley Wave

Stonley Wave, mentén terjed lapos szegély két szilárd közeg, amelyek rugalmassági modulusai és sűrűségei nem nagyon különböznek egymástól.

Szerelmi hullámok

Linkek

• Fizikai enciklopédia, 3. köt. - M.: Bolshaya Orosz Enciklopédia 649. és 650. o.

Wikimédia Alapítvány. 2010.

Nézze meg, mik a „felszíni hullámok” más szótárakban:

Elektromágneses hullámok, amelyek egy bizonyos felület mentén terjednek, és az E és H mezők eloszlása ​​meglehetősen gyorsan csökken az egyik oldal (egyoldali PV) vagy mindkét (igazi PV) oldal távolságával. Egyoldalú C. v. felmerül... Fizikai enciklopédia

FELÜLI HULLÁMOK- (lásd), amely a folyadék szabad felületén keletkezik, vagy két nem elegyedő folyadék határfelületén terjed ki külső ok (szél, kidobott kő stb.) hatására, ami kimozdítja a felületet az egyensúlyi állapotból. . Nagy Politechnikai Enciklopédia

felszíni hullámok- - Témák olaj- és gázipar HU felszíni hullámok ...

Hullámok, amelyek egy folyadék szabad felületén vagy két egymással nem elegyedő folyadék határfelületén terjednek. külső hatása alatt keletkeznek hatás (például szél), amely eltávolítja a folyadék felületét egyensúlyi állapot. BAN BEN… … Nagy enciklopédikus politechnikai szótár

Rugalmas hullámok, amelyek a szilárd test szabad felületén vagy a szilárd test határain terjednek más közegekkel, és a határtól való távolsággal csökkennek. A legegyszerűbb és egyben a gyakorlatban leggyakrabban előforduló P. in ... Nagy Szovjet Enciklopédia

felületi interferencia hullámok- - Témakörök: olaj- és gázipar HU földgörgőkfelületi hullámzaj ... Műszaki fordítói útmutató

- (felületaktív anyag), a szilárd test szabad felületén terjedő rugalmas hullámok. test vagy a TV szegélye mentén. testek más közegekkel és csillapító a határoktól való távolsággal. Kétféle felületaktív anyag létezik: függőleges polarizációjú, amelyek vektoroszcillációkkal rendelkeznek. elmozdulás h c… … Fizikai enciklopédia

Felszíni akusztikus hullámok. Rayleigh-ről nevezték el, aki elméletileg megjósolta őket 1885-ben. Tartalom 1 Leírás 2 Izotróp test ... Wikipédia

A szerelmi hullámok vízszintes polarizációjú rugalmas hullámok. Lehet térfogati és felületes is. Love-ról nevezték el, aki 1911-ben tanulmányozta az ilyen típusú hullámokat a szeizmológiában. Tartalom 1 Leírás ... Wikipédia

Egy tipikus SAW-eszköz egy sávszűrőként használt, fésűs elleni átalakítón alapul. Felszíni hullám generálódik a bal oldalon váltakozó feszültség alkalmazásával a pro... Wikipédia

Könyvek

• Hullámjelenségek a médiában diszperzióval, Kuzelev M.V.. A könyv következetesen bemutatja a fizika alapjait hullámjelenségek diszperzív közegekben, beleértve a disszipatív és nem egyensúlyi közegeket is. A diszperziós függvény és a diszperzió fogalma alapján...

A felületi hullám a bal oldalon jön létre, nyomtatott vezetőkön keresztül váltakozó feszültség alkalmazásával. Ebben az esetben az elektromos energia mechanikai energiává alakul. A felület mentén haladva a mechanikai nagyfrekvenciás hullám megváltozik. A jobb oldalon - a fogadó sávok felveszik a jelet, és a mechanikai energia fordított átalakítása váltakozó elektromos árammá egy terhelési ellenálláson keresztül történik.

Felszíni akusztikus hullámok(felületaktív anyag) - rugalmas hullámok, amelyek a szilárd test felületén vagy más közegek határán terjednek. A felületaktív anyagok két típusra oszthatók: függőleges polarizációjú és vízszintes polarizációjú ( Szerelmi hullámok).

A felszíni hullámok leggyakoribb speciális esetei a következők:

• Rayleigh hullámai(vagy Rayleigh), klasszikus értelemben, egy rugalmas féltér határa mentén terjedve vákuummal vagy meglehetősen ritka gáznemű közeggel.
• a szilárd-folyadék határfelületen.
• , amely egy folyékony és egy szilárd test határán fut
• Stonley Wave
• Szerelmi hullámok

Rayleigh hullámai

A Rayleigh által elméletileg 1885-ben felfedezett Rayleigh-hullámok szilárd testben létezhetnek a vákuummal határos szabad felszín közelében. Az ilyen hullámok fázissebessége a felülettel párhuzamosan irányul, és a közelében rezgő közeg részecskéinek mind keresztirányú, a felületre merőleges, mind pedig hosszirányú komponensei vannak az elmozdulásvektornak. Ezek a részecskék rezgéseik során elliptikus pályákat írnak le a felületre merőleges és a fázissebesség irányán átmenő síkban. Ezt a síkot szagittálisnak nevezik. A hosszanti és keresztirányú rezgések amplitúdója a felszíntől a közegbe való távolsággal csökken, exponenciális törvények szerint, eltérő csillapítási együtthatókkal. Ez oda vezet, hogy az ellipszis deformálódik, és a felülettől távol eső polarizáció lineárissá válhat. A Rayleigh-hullám behatolása a hangcső mélységébe a felszíni hullám hosszának nagyságrendjében van. Ha egy Rayleigh-hullámot gerjesztünk egy piezoelektromosban, akkor mind a belsejében, mind a felszíne felett vákuumban lassú elektromos térhullám keletkezik, amelyet a közvetlen piezoelektromos hatás okoz.

Csillapított Rayleigh-hullámok

Csillapított Rayleigh-típusú hullámok a szilárd-folyadék határfelületen.

Folyamatos hullám függőleges polarizációval

Folyamatos hullám függőleges polarizációval, a folyadék és a szilárd test határán haladva sebességgel

Stonley Wave

Stonley Wave, két szilárd közeg lapos határa mentén terjed, amelyek rugalmassági modulusai és sűrűsége nem sokban tér el egymástól.

Szerelmi hullámok

Szerelmi hullámok- vízszintes polarizációjú (SH típusú) felszíni hullámok, amelyek a rugalmas rétegszerkezetben rugalmas féltéren terjedhetnek.

piezoelektromosban

A piezoelektromos (lineáris közeg) felületi akusztikus hullámokat az elmozdulások egyenletei teljesen jellemzik U i és φ potenciál:

Ahol T, S- feszültség és feszültség tenzorok; E, D- az elektromos térerősség és az indukció vektorai; C, e, ε - rugalmassági modulusok, piezoelektromos modulusok és dielektromos állandók tenzorai; ρ a közeg sűrűsége.

Megjegyzések

Lásd még

Linkek

• Physical Encyclopedia, 3. kötet – M.: Great Russian Encyclopedia 649. és 650. o.

Wikimédia Alapítvány. 2010.

• Mann, Thor
• Gőzmozdony

Nézze meg, mik azok a „felszíni akusztikus hullámok” más szótárakban:

FELÜLI AKUSZTIKUS HULLÁMOK- (felületaktív anyag), a szilárd test szabad felületén terjedő rugalmas hullámok. test vagy a TV szegélye mentén. testek más közegekkel és csillapító a határoktól való távolsággal. Kétféle felületaktív anyag létezik: függőleges polarizációjú, amelyek vektoroszcillációkkal rendelkeznek. elmozdulás h c… … Fizikai enciklopédia

FELÜLI AKUSZTIKUS HULLÁMOK- a szilárd test szabad felülete mentén vagy a szilárd test más közegekkel való határvonala mentén terjedő és a határoktól távolodó rugalmas hullámok. P. a v. Az ultra- és hiperszonikus tartományokat széles körben használják a technológiában ... ...

Felületi akusztikus hullámok piezoelektromos technikában- Felületaktív anyagok előállítása fésülésgátló átalakítóval. A jobb oldalon a vevő sávok felveszik a jelet, és a mechanikai energia fordított irányú átalakítása váltakozó elektromos árammá egy terhelő ellenálláson keresztül történik. Felületes... ... Wikipédia

AKUSTIKUS HULLÁMOK- szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú anyagokban terjedő rugalmassági zavarok. környezetek Elosztása A. v. a környezetben mechanikai megjelenését okozza kompressziós és nyírási deformációk, amelyek egyik pontból a másikba kerülnek; ilyenkor energiaátadás megy végbe...... Nagy enciklopédikus politechnikai szótár

Felszíni akusztikus hullámok- Tipikus SAW eszköz, amelyet például sávszűrőként használnak. A felületi hullám a bal oldalon jön létre, nyomtatott vezetőkön keresztül váltakozó feszültség alkalmazásával. Ugyanakkor az elektromos energia... ... Wikipédia

Rayleigh hullámai- felszíni akusztikus hullámok. Rayleigh-ről nevezték el, aki elméletileg megjósolta őket 1885-ben. Tartalom 1 Leírás 2 Izotróp test ... Wikipédia

HULLÁMOK- HULLÁMOK, az alapító által meghatározottak szerint hullámelmélet Young fénye (Joung, 1802), ilyeneket képvisel oszcilláló mozgás, amely a közeg minden pontján átterjed, és rezgés után a közeg részecskéi leállítják mozgásukat.... ... Nagy Orvosi Enciklopédia

RUGALMAS HULLÁMOK- például szilárd, folyékony és gáznemű közegben terjedő rugalmassági zavarok. feltörő hullámok földkéreg földrengések során hang. és ultrahang. hullámok folyadékokban, gázokban és szilárd anyagokban. testek. Terjedésekor U. v. keletkezik a környezetben...... Fizikai enciklopédia

LYAVA HULLÁMOK- vízszintes polarizációjú felületi akusztikus hullámok, amelyek a szilárd féltér határán terjednek szilárd réteggel. Fizikai enciklopédia. 5 kötetben. M.: Szovjet enciklopédia. Főszerkesztő A. M. Prohorov. 1988... Fizikai enciklopédia

Rugalmas hullámok- szilárd, folyékony és gáznemű közegben terjedő rugalmassági zavarok. Például a földkéregben földrengések során keletkező hullámok, folyadékok és gázok hang- és ultrahanghullámai stb. Amikor a hullámok terjednek. történik...... Nagy Szovjet Enciklopédia

FELÜLI AKUSZTIKUS HULLÁMOK(felületaktív anyag) - rugalmas hullámok, amely a szilárd test szabad felületén vagy a szilárd test határain terjed más közegekkel, és a határoktól való távolsággal elhalványul. Kétféle felületaktív anyag létezik: függőleges, amelyben a vektor oszcillál. A közeg részecskéinek elmozdulása a hullámban a határfelületre merőleges (függőleges sík), és vízszintes polarizációjú síkban történik, amelyben a közeg részecskéinek elmozdulási vektora párhuzamos a határfelülettel és merőleges a hullám terjedési irányába.
A legegyszerűbb és leginkább a gyakorlatban gyakran előforduló függőleges polarizációjú felületaktív anyagok Rayleigh hullámai, amely egy szilárd test határa mentén terjed, meglehetősen ritka gáznemű közeggel. Energiájuk egy felületi rétegben lokalizálódik, melynek vastagsága tól hol a hullámhossz. A részecskék egy hullámban ellipszisben, félnagy tengelyben mozognak w amely merőleges a határra, és kicsi És- párhuzamos a hullámterjedés irányával (ábra). A). Rayleigh-hullámok fázissebessége c k 0,9c t, Ahol c t- a fázissebesség lapos.

A felszíni hullámok sematikus ábrázolása különféle típusok(a folytonos árnyékolás szilárd hordozót, a szaggatott árnyékolás a folyadékot jelöli; x- a hullámterjedés iránya; és, vÉs w- a részecskeelmozdulás összetevői adott környezetben; a görbék az elmozdulási amplitúdó változásának hozzávetőleges lefolyását mutatják a határfelülettől való távolság függvényében): A- Rayleigh-hullám a szilárd test szabad határán; b- Rayleigh típusú csillapított hullám a szilárd-folyadék határfelületen (folyékony közegben a ferde vonalak a kilépő hullám hullámfrontjait jelölik, vastagságuk arányos az elmozdulások amplitúdójával); V- csillapítatlan felületi hullám a szilárd-folyadék határfelületen; G- Stoneley hullám két szilárd közeg határfelületén; d- Szerelmi hullám a szilárd féltér és a szilárd réteg határán.

Ha egy szilárd test egy folyadékkal határos, és a folyadékban c w kisebb, mint a c sebesség k V szilárd test(ez szinte minden valós közegre igaz), akkor lehetséges a csillapított Rayleigh-típusú hullám terjedése a szilárd és a folyékony halmaz határán. Ez a hullám, ahogy terjed, folyamatosan energiát sugároz a folyadékba, és a határból kiinduló inhomogén hullámot képez (1. ábra). 6) . Egy adott felületaktív anyag fázissebessége százalékos pontossággal egyenlő c k, és együttható csillapítás ~ 0,1 hullámhosszon, azaz az út mentén a hullám kb. e egyszer. Az elmozdulások mélységi eloszlása ​​egy ilyen hullámban szilárd testben hasonló a Rayleigh-hullám eloszlásához.
A csillapított felületaktív anyagon kívül a folyadék és szilárd anyag határán mindig egy csillapítatlan felületaktív anyag fut végig a határon, amelynek fázissebessége kisebb, mint a folyadékban a hullám c sebessége és a hosszirányú sebességek. c lés keresztirányú c t hullámok szilárd testben. Ez a felületaktív anyag, amely függőleges polarizációjú hullám, teljesen más szerkezetű és sebességű, mint a Rayleigh-hullám. Egy folyadékban egy gyengén inhomogén hullámból áll, amelynek amplitúdója lassan csökken a határtól való távolsággal (ábra). V), valamint két erősen inhomogén akarat egy szilárd testben (hosszirányú és keresztirányú). Ennek köszönhetően a hullámenergia és a részecskék mozgása elsősorban a folyadékban, nem pedig a szilárd testben lokalizálódik. A gyakorlatban ezt a típusú hullámot ritkán használják.
Ha két szilárd közeg egy sík mentén határolja egymást, és rugalmassági modulusaik nem nagyon különböznek egymástól, akkor a Stoneley felületaktív anyag a határ mentén terjedhet (d. ábra). Ez a hullám mintegy két Rayleigh-hullámból áll (mindegyik közegben egy). Az egyes közegekben az elmozdulások függőleges és vízszintes összetevői a határtól való távolsággal csökkennek, így a hullámenergia két vastagságú határrétegben koncentrálódik ~ Stoneley hullámok fázissebessége kevesebb érték Val vel lÉs t-vel mindkét határkörnyezetben.
A függőleges polarizációjú hullámok a szilárd féltér határán folyékony vagy szilárd réteggel, vagy akár ilyen rétegrendszerrel is terjedhetnek. Ha a rétegek vastagsága sokkal kisebb, mint a hullámhossz, akkor a féltérben a mozgás megközelítőleg megegyezik egy Rayleigh-hullámmal, és a felületaktív anyag fázissebessége közel van c k-hez. BAN BEN általános eset a mozgás lehet olyan, hogy a hullámenergia újraeloszlik a szilárd féltér és a rétegek között, a fázissebesség pedig a rétegek gyakoriságától és vastagságától függ (lásd. Hangszórás).
A függőleges polarizációjú fűrészgépek (főleg Rayleigh-típusú hullámok) mellett vannak vízszintes polarizációjú hullámok (Love waves), amelyek a szilárd féltér határán terjedhetnek. kemény réteg(rizs., d). Ezek tisztán transzverzális hullámok: csak egy elmozdulási komponensük van v, és a rugalmas alakváltozás a hullámban tiszta nyírás. A rétegben (1. index) és a féltérben (2. index) történő elmozdulások leírása a következőképpen történik. kifejezések:

Ahol t- idő, - körfrekvencia,

k- a szerelem hullám hullámszáma, c t 1 c t 2- hullámszámok keresztirányú hullámok a rétegben és a féltérben, h- rétegvastagság, A- tetszőleges állandó. A kifejezésekből v 1És v 2 látható, hogy a rétegben az elmozdulások koszinusz mentén oszlanak el, a féltérben pedig a mélységgel exponenciálisan csökkennek. A hullám behatolási mélysége a féltérbe a réteg vastagságától függően töredéktől sokig változik h, gyakorisága és környezeti paraméterei. A szerelem hullám felületaktív anyagként való létezése a féltérben lévő réteg jelenlétével függ össze: amikor h 0, a hullám behatolási mélysége a féltérbe a végtelenbe hajlik, és a hullám térfogativá válik. Fázis sebessége Val vel A szerelmi hullámok a rétegben és a féltérben lévő keresztirányú hullámok fázissebessége közötti határokon belül vannak. c t l< с < c t 2és az egyenletből határozzuk meg

hol van a réteg és a féltér sűrűsége, Az egyenletből jól látható, hogy a szeretethullámok diszperzióval terjednek: fázissebességük a frekvenciától függ. Kis rétegvastagságnál, amikor... Vagyis a Love-hullám fázissebessége a féltérben lévő ömlesztett keresztirányú hullám fázissebességéhez igazodik. Amikor a szeretethullámok több formájában léteznek. módosítások, amelyek mindegyike megfelel normál hullám egy bizonyos rend.
A kristályok határain ugyanazok a felületaktív anyagok létezhetnek, mint az izotrópban szilárd anyagok, csak a hullámokban való mozgás válik bonyolultabbá. Ugyanakkor a szilárd anyag anizotrópiája bizonyos tulajdonságokat hozhat létre. a hullámszerkezet változásai. Tehát a kristályok bizonyos síkjain, amelyek piezoelektromossággal rendelkeznek. tulajdonságok, az olyan hullámok, mint a Love-hullámok, mint a Rayleigh-hullámok, létezhetnek szabad felületen (szilárd réteg jelenléte nélkül). Ezek hasonló Gulyaev - Blushtein elektrohanghullámai. Együtt szabályos hullámok Rayleigh bizonyos kristálymintákban a csillapított hullám a szabad határ mentén terjedhet, energiát bocsát ki mélyen a kristályba (kiáramló hullám). Végül, ha a kristály piezoelektromos hatással rendelkezik, és elektronáramlás van benne (piezoszemivezető kristály), akkor lehetséges a felületi hullámok kölcsönhatása az elektronokkal, ami ezeknek a hullámoknak az erősítéséhez vezet (lásd. Akusztoelektronikai kölcsönhatás).
A folyadék szabad felületén rugalmas felületaktív anyagok nem létezhetnek, de az ultrahang tartományba eső és az alatti frekvenciákon ott felszíni hullámok keletkezhetnek, amelyekben nem a rugalmas erők a meghatározóak, hanem felületi feszültség- ez az ún kapilláris hullámok (lásd Hullámok a folyadék felszínén).
Az ultra- és hiperszonikus felületaktív anyagokat széles körben használják a technológiában a minta felületének és felületi rétegének átfogó, roncsolásmentes vizsgálatára (lásd. Hibafelismerés), az elektromos feldolgozáshoz szükséges mikroelektronikai áramkörök létrehozásához. jelek stb. Ha egy szilárd minta felülete szabad, akkor Rayleigh-hullámokat használunk. Azokban az esetekben, amikor a minta folyadékkal, másik szilárd mintával vagy szilárd réteggel érintkezik, a Rayleigh-hullámokat egy másik megfelelő típusú felületaktív anyag helyettesíti.

Megvilágított.: Landau L.D., Lifshits E.M., Theory of Elasticity, 4. kiadás, M., 1987; Viktorov I. A., Fizikai alapok Rayleigh és Lzmba ultrahanghullámainak alkalmazása a technológiában, M., 1966, ch. 1; neki, Hangfelszíni hullámok szilárd testekben, M., 1981; Fizikai akusztika, szerk. W. Mason, R. Thurston, ford. angol nyelvből, 6. kötet, M., 1973, ch. 3; Felszíni akusztikus hullámok, szerk. A. Oliner, ford. angolból, M., 1981.

I. A. Viktorov.