Akustiske overfladebølger
Akustiske overfladebølger (SAW'er) er elastiske bølger, der forplanter sig langs overfladen af et fast legeme eller langs grænsen til andre medier. SAW'er er opdelt i to typer: vertikalt polariserede og vandret polariserede ( Kærlighedsbølger ).
De mest almindelige specielle tilfælde af overfladebølger omfatter følgende:
- Rayleigh (eller Rayleigh) bølger, i klassisk forstand, udbreder sig langs grænsen af et elastisk halvrum med et vakuum eller et tilstrækkeligt fordærvet gasformigt medium.
- Dæmpede bølger af Rayleigh-typen ved grænsen af et fast legeme med en væske.
- Vedvarende bølge med lodret polarisering , der bevæger sig langs grænsen mellem en væske og et fast stof
- Stoneley-bølge udbreder sig langs en flad grænseflade mellem to faste medier, hvis elasticitetsmoduler og tætheder ikke adskiller sig meget.
- Kærlighedsbølger er overfladebølger med horisontal polarisering (SH-type), der kan forplante sig i det "elastiske lag på en elastisk halvrum" struktur.
Rayleigh bølger
Rayleigh-bølger , teoretisk opdaget af Rayleigh i 1885 [2] , kan eksistere i et fast stof nær dens frie overflade grænsende op til vakuum . Fasehastigheden af sådanne bølger er rettet parallelt med overfladen, og partikler af mediet, der oscillerer nær den, har både tværgående, vinkelrette på overfladen og langsgående komponenter af forskydningsvektoren. Under deres oscillationer beskriver disse partikler elliptiske baner i et plan vinkelret på overfladen og passerer gennem fasehastighedens retning. Det angivne plan kaldes sagittal . Amplituderne af de langsgående og tværgående svingninger aftager med afstanden fra overfladen dybt ind i mediet ifølge eksponentielle love med forskellige dæmpningskoefficienter. Dette fører til, at ellipsen deformeres, og polariseringen langt fra overfladen kan blive lineær. Rayleigh-bølgens indtrængning i dybden af lydkanalen er i størrelsesordenen af overfladebølgens længde. Hvis en Rayleigh-bølge exciteres i en piezoelektrisk bølge , vil der både inde i den og over dens overflade i vakuum være en langsom elektrisk feltbølge forårsaget af den direkte piezoelektriske effekt.
De bruges i touch-skærme med akustiske overfladebølger. [3]
Rayleigh dæmpede bølger
Dæmpede bølger af Rayleigh-typen ved grænsen af et fast legeme med en væske.
Kontinuerlig bølge med vertikal polarisering
En lodret polariseret udæmpet bølge, der bevæger sig langs grænsen af en væske og et fast stof med lydens hastighed i et givet medie.
Stoneley Wave
Stoneley-bølge udbreder sig langs en flad grænseflade mellem to faste medier, hvis elasticitetsmoduler og tætheder ikke adskiller sig meget.
Waves of Love
Kærlighedsbølger er overfladebølger med horisontal polarisering (SH-type), som kan forplante sig i strukturen af et elastisk lag på et elastisk halvrum.
Akustiske overfladebølger i piezoelektrik
Akustiske overfladebølger i piezoelektrik (lineært medium) er fuldstændig karakteriseret ved ligningerne for forskydninger U i og potentiale φ [4] :
hvor T , S er spændings- og belastningstensorer; E , D er vektorer for styrke og induktion af det elektriske felt; C , e , ε er tensorerne af henholdsvis elasticitetsmodulerne, piezomodulerne og permittiviteten; ρ er densiteten af mediet.
Noter
- ↑ For eksempel filtre på akustiske overfladebølger til elektronikken i stationære farvefjernsynsmodtagere.
- ↑ Lord Rayleigh. På bølger forplantet langs den plane overflade af et elastisk fast stof // Proc . London matematik. soc. : journal. - 1885. - Bd. s1-17 , nr. 1 . - S. 4-11 .
- ↑ "Enheder på akustiske overfladebølger i systemer og kommunikationsmidler" A. Baghdasaryan (utilgængeligt link) . Dato for adgang: 18. januar 2008. Arkiveret fra originalen 6. februar 2008.
- ↑ A. V. Osetrov, Nguyen Van Shuo Beregning af parametre for overfladeakustiske bølger i piezoelektrik ved hjælp af finite element-metoden Beregningsmekanik for kontinuerlige medier. - 2011. - V. 4, nr. 4. - S. 71-80. [1] Arkiveret 4. marts 2016 på Wayback Machine
Se også
Sensorer baseret på akustiske overfladebølger
Links
- Physical Encyclopedia, v.3 - M.: The Great Russian Encyclopedia s.649 Arkivkopi dateret 2. marts 2012 på Wayback Machine og s.650 Arkivkopi dateret 11. marts 2005 på Wayback Machine .