Felszíni akusztikus hullámok

A felületi akusztikus hullámok (SAW) rugalmas hullámok , amelyek egy szilárd test felületén vagy más közegek határán terjednek. A fűrészfűrészeket két típusra osztják: függőlegesen polarizált és vízszintesen polarizált ( Love waves ).

A felszíni hullámok leggyakoribb speciális esetei a következők:

Klasszikus értelemben vett Rayleigh (vagy Rayleigh) hullámok, amelyek egy rugalmas féltér határa mentén terjednek vákuummal vagy kellően ritkított gáznemű közeggel.
Rayleigh típusú csillapított hullámok a szilárd test és a folyadék határán.
Perzisztens hullám függőleges polarizációval , amely a folyadék és a szilárd anyag határán halad
A Stoneley-hullám lapos határfelületen terjed két szilárd közeg között, amelyek rugalmassági modulusai és sűrűségei nem különböznek egymástól.
A szerelmi hullámok vízszintes polarizációjú (SH típusú) felszíni hullámok, amelyek a „rugalmas féltéren elasztikus rétegben” terjedhetnek.

Rayleigh hullámai

A Rayleigh-hullámok , amelyeket elméletileg Rayleigh fedezett fel 1885-ben [2] , létezhetnek szilárd testben a vákuummal határos szabad felszín közelében . Az ilyen hullámok fázissebessége a felülettel párhuzamosan irányul, és a közelében oszcilláló közeg részecskéi rendelkeznek az elmozdulásvektor keresztirányú, a felületre merőleges és hosszirányú komponenseivel. Ezek a részecskék rezgéseik során elliptikus pályákat írnak le a felületre merőleges és a fázissebesség irányán átmenő síkban. A jelzett síkot szagittálisnak nevezzük . A hosszanti és keresztirányú rezgések amplitúdója a felszíntől mélyen 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 hangcsatorna 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 használják . [3]

Rayleigh csillapított hullámai

Rayleigh típusú csillapított hullámok a szilárd test és a folyadék határán.

Folyamatos hullám függőleges polarizációval

Függőlegesen polarizált csillapítatlan hullám , amely adott közegben hangsebességgel halad a folyadék és a szilárd test határán.

Stoneley Wave

A Stoneley-hullám lapos határfelületen terjed két szilárd közeg között, amelyek rugalmassági modulusai és sűrűségei nem különböznek egymástól.

Waves of Love

A szerelmi hullámok vízszintes polarizációjú (SH típusú) felszíni hullámok, amelyek egy rugalmas féltéren elasztikus réteg szerkezetében terjedhetnek.

Felületi akusztikus hullámok piezoelektromos technikában

A piezoelektromos (lineáris közeg) felületi akusztikus hullámokat teljesen jellemzik az U i elmozdulások és a φ potenciál egyenletei [4] :

T_{ij}=C_{ijkl}S_{kl}-e_{kij}E_{k},

D_{i}=\varepsilon _{ij}E_{j}+e_{ijk}S_{jk},

S_{kl}={\frac {1}{2}}\left({\frac {\partial U_{k}}{\partial x_{l}}}+{\frac {\partial U_{ l)){\részleges x_{k))}\jobbra),

E_{i}=-{\frac {\partial \phi }{\partial x_{i))},

\rho {\frac {\partial ^{2}U_{i}}{\partial t^{2}}}={\frac {\partial T_{ik}}{\partial x_{k}} },

ahol T , S feszültség- és alakváltozástenzorok; E , D az elektromos tér erősségének és indukciójának vektorai; C , e , ε a rugalmassági modulusok, a piezomodulok és a permittivitás tenzorai; ρ a közeg sűrűsége.

Jegyzetek

↑ Például felületi akusztikus hullámok szűrői a színes, helyhez kötött televíziókészülékek elektronikájához.
↑ Lord Rayleigh. Rugalmas szilárd anyag síkfelülete mentén terjedő hullámokról // Proc . London Math. szoc. : folyóirat. - 1885. - Kt. s1-17 , sz. 1 . - P. 4-11 .
↑ "Eszközök a felszíni akusztikus hullámokon rendszerekben és kommunikációs eszközökben" A. Baghdasaryan (hozzáférhetetlen link) . Hozzáférés dátuma: 2008. január 18. Az eredetiből archiválva : 2008. február 6. (határozatlan)
↑ A. V. Osetrov, Nguyen Van Shuo Felületi akusztikus hullámok paramétereinek számítása piezoelektromos anyagokban végeselemes módszerrel Folyamatos közegek számítási mechanikája. - 2011. - V. 4., 4. sz. - S. 71-80. [1] Archiválva : 2016. március 4. a Wayback Machine -nél

Lásd még

Hullámok a vízen

Felületi akusztikus hullámokon alapuló érzékelők

Linkek

Physical Encyclopedia, v.3 - M.: The Great Russian Encyclopedia 649. o. Archív példány 2012. március 2-án a Wayback Machine -nél és 650. oldal Archív példány 2005. március 11-én a Wayback Machine -nél .