Unde acustice de suprafață

Undele acustice de suprafață (SAW) sunt unde elastice care se propagă de-a lungul suprafeței unui corp solid sau de-a lungul graniței cu alte medii. SAW-urile sunt împărțite în două tipuri: polarizate vertical și polarizate orizontal ( Love waves ).

Cele mai frecvente cazuri speciale de unde de suprafață includ următoarele:

Unde Rayleigh (sau Rayleigh), în sensul clasic, care se propagă de-a lungul limitei unui semispațiu elastic cu vid sau un mediu gazos suficient de rarefiat.
Unde amortizate de tip Rayleigh la limita unui corp solid cu un lichid.
Undă persistentă cu polarizare verticală care se deplasează de-a lungul limitei unui lichid și a unui solid
Unda Stoneley care se propagă de-a lungul unei interfețe plane între două medii solide ale căror module elastice și densități nu diferă mult.
Undele de dragoste sunt unde de suprafață cu polarizare orizontală (tip SH) care se pot propaga în „stratul elastic pe o jumătate de spațiu elastic”.

unde Rayleigh

Undele Rayleigh , descoperite teoretic de Rayleigh în 1885 [2] , pot exista într-un solid în apropierea suprafeței sale libere învecinate cu vidul . Viteza de fază a unor astfel de unde este îndreptată paralel cu suprafața, iar particulele mediului care oscilează în apropierea acesteia au atât componente transversale, perpendiculare pe suprafață, cât și longitudinale ale vectorului de deplasare. În timpul oscilațiilor lor, aceste particule descriu traiectorii eliptice într-un plan perpendicular pe suprafață și trecând prin direcția vitezei fazei. Planul indicat se numește sagital . Amplitudinile oscilațiilor longitudinale și transversale scad odată cu distanța de la suprafață adânc în mediu conform legilor exponențiale cu coeficienți de amortizare diferiți. Acest lucru duce la faptul că elipsa este deformată și polarizarea departe de suprafață poate deveni liniară. Pătrunderea undei Rayleigh în adâncimea canalului sonor este de ordinul lungimii undei de suprafață. Dacă o undă Rayleigh este excitată într-un piezoelectric , atunci atât în interiorul acesteia, cât și deasupra suprafeței sale în vid va exista o undă lentă a câmpului electric cauzată de efectul piezoelectric direct.

Ele sunt utilizate în afișajele tactile cu unde acustice de suprafață. [3]

Rayleigh a amortizat undele

Unde amortizate de tip Rayleigh la limita unui corp solid cu un lichid.

Undă continuă cu polarizare verticală

O undă neamortizată polarizată vertical care călătorește de-a lungul limitei unui lichid și a unui solid la viteza sunetului într-un mediu dat.

Stoneley Wave

Unda Stoneley care se propagă de-a lungul unei interfețe plane între două medii solide ale căror module elastice și densități nu diferă mult.

Valuri de dragoste

Undele de dragoste sunt unde de suprafață cu polarizare orizontală (tip SH), care se pot propaga în structura unui strat elastic pe un semi-spațiu elastic.

Unde acustice de suprafață în piezoelectrice

Undele acustice de suprafață în piezoelectrice (mediu liniar) sunt complet caracterizate de ecuațiile pentru deplasările U i și potențialul φ [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)){\parțial x_{k))}\dreapta),

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

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

unde T , S sunt tensori de tensiune și deformare; E , D sunt vectori ai forței și inducției câmpului electric; C , e , ε sunt tensorii modulelor elastici, piezomodulilor și, respectiv, permitivității; ρ este densitatea mediului.

Note

↑ De exemplu, filtre pe unde acustice de suprafață pentru electronicele receptoarelor staționare de televiziune color.
↑ Lord Rayleigh. Pe undele propagate de-a lungul suprafeței plane a unui solid elastic // Proc . London Math. soc. : jurnal. - 1885. - Vol. s1-17 , nr. 1 . - P. 4-11 .
↑ „Dispozitive pe unde acustice de suprafață în sisteme și mijloace de comunicare” A. Baghdasaryan (link inaccesibil) . Data accesului: 18 ianuarie 2008. Arhivat din original la 6 februarie 2008. (nedefinit)
↑ A. V. Osetrov, Nguyen Van Shuo Calculul parametrilor undelor acustice de suprafață în piezoelectrice prin metoda elementelor finite Mecanica computațională a mediilor continue. - 2011. - V. 4, Nr. 4. - S. 71-80. [1] Arhivat pe 4 martie 2016 la Wayback Machine

Vezi și

Valuri pe apă

Senzori bazați pe unde acustice de suprafață

Link -uri

Physical Encyclopedia, v.3 - M.: The Great Russian Encyclopedia p.649 Copie de arhivă din 2 martie 2012 la Wayback Machine și p.650 Copie de arhivă din 11 martie 2005 la Wayback Machine .