Suprafață acustic val 1
Glosar de Fizică
Unda acustică de suprafață (SAW) - unde elastice se propagă de-a lungul suprafeței libere a corpului solid sau de-a lungul frontierei solide cu alte medii și atenuantă cu distanța de la limitele .. Tensioactivii sunt de două tipuri: polarizare verticală. y la kolebat vectorul-ryh. deplasarea particulelor medie în unda se află într-un plan perpendicular pe suprafața de delimitare (plan vertical) cu polarizare orizontală, pentru a avea deplasarea particulelor vectorului mediu ryh este paralelă cu suprafața de delimitare și este perpendiculară pe direcția de propagare a undei.
Simplu și Naib. SAW practică frecventă cu polarizare verticală a undei Rayleigh se propagă de-a lungul graniței cu aspiratorul solid sau suficient diluarea mediului gazos. Energia lor este localizată în grosimea stratului de suprafață de până la unde - lungime de undă. Particulele din unda se deplasează de-a lungul elipse, majore semiaxis w-ryh perpendicular pe limita, și mici și - în paralel cu direcția de propagare a undei (figura a.). Viteza de fază a undelor Rayleigh ck 0,9ct. unde ct - viteza de fază a planului val transversal.
Reprezentarea schematică a undelor de suprafață de tipuri diferite (hașurarea solid denota solid mediu discontinuu - lichid; x - direcția de propagare a undei, și, v și w - componentă a deplasării particulelor într-un anumit mediu, curbe ilustrează o variație exemplară a amplitudinii deplasării cu creșterea distanței de la aplicațiile de interfață) a - Rayleigh val pe suprafața liberă a solidelor; b - tipul unui val Rayleigh este amortizată pe marginea unui corp solid - lichid (linii oblice în mediul lichid reprezintă wavefronts undelor de ieșire, grosimea lor este proporțională cu amplitudinea deplasării); in - unda de suprafata neamortizate la corp solid interfață - lichid; r - Stoneley val la interfața a două medii solide; d - Dragostea val la limita de solid half-space - strat solid.
Dacă un solid frontierele corpului cu un lichid și viteza sunetului în canalul de compresie fluid mai puțin viteză ck într-un solid (acest lucru este valabil pentru aproape toate mediile reale), apoi pe limita solidelor și lichidelor poate propaga unda evanescentă de tip Rayleigh. Acest propagarea undelor radiază continuu energie în lichid, formând în ea se extinde de la un neomogenă val de delimitare (Fig. 6). Viteza de fază a procente SAW până la egal ck. un factor. atenuarea la o lungime de undă de
0,1 m. E. Modul undei atenueaza aproximativ e. Distribuția profunzime a tensiunilor și deplasărilor într-un val într-un corp solid similar cu distribuția în val Rayleigh.
În plus față de atenuând surfactant la interfața corpului lichid și solid întotdeauna există agenți activi de suprafață neamortizate, care rulează de-a lungul graniței cu o viteză de fază mai mică decât viteza fluidului în vitezele de undă ale canalelor de compresie și undele cl ct longitudinale și transversale în solide. Acest agent tensioactiv, unda fiind polarizat vertical are o structură complet diferită și viteză decât valul Rayleigh. Acesta constă dintr-un val ușor neomogen într-un lichid, amplitudinea unui roi descrește lent cu distanța de la limita (Fig. C), iar cei doi vor puternic neomogen într-un solid (longitudinal și transversal). Din cauza acestei energia valurilor și mișcarea particulelor sunt localizate în principal în lichid, mai degrabă decât solid. În practică, acest tip de unda este rar folosit.
Dacă două module solide medii adiacente unul cu altul de-a lungul planului, iar densitatea lor elastice și nu sunt foarte diferite, limita se poate extinde de-a lungul surfactant Stoneley (Fig. D). Acest val este format din cel puțin două lungimi de undă Rayleigh (unul în fiecare mediu). Componentele verticale și orizontale de deplasare în fiecare descompunere mediu departe de limita, astfel încât energia valurilor este concentrată în grosime două straturi de delimitare
Viteza de fază a undei Stoneley este mai mică decât valorile cl și ct în cele două medii de frontieră.
Valurile cu polarizare verticală se poate propaga la interfața solid jumătate de spațiu cu un strat lichid sau solid sau straturi ale sistemului. Dacă grosimea stratului este mult mai mică decât lungimea de undă, traficul în jumătate aproximativ la fel ca valul Rayleigh și viteza de fază a SAW aproape de ck. În general, mișcarea poate fi astfel încât energia valurilor este distribuită între jumătate de greu și straturile, iar viteza de fază va depinde de frecvența și grosimea straturilor (vezi. Dispersia sunetului).
Agenții tensioactivi cu polarizare verticală (în principal, de tip Rayleigh val) există undă polarizată orizontal (Dragoste val), la- se poate extinde până la granița cu jumătate de spațiu solid cu un strat solid (fig. D). Aceasta este doar valuri transversale: în ele există doar o singură componentă a deplasării v. și deformarea elastică în unda este o forfecare pură. strat Bias (index 1) și un spațiu de jumătate (index 2) descris în continuare. expresii:
unde t - timp - frecvență circulară,
wavenumber k- dragoste val, ct ct 2 1 - numărul de undă de unde transversale în stratul de jumătate de spațiu și în mod corespunzător, h - grosimea stratului A - este o constantă arbitrară. Din expresiile pentru v2 v1 și se poate observa că deplasarea în stratul sunt distribuite pe cosinusul si in jumatatea - degradare exponențial cu adâncimea. val adâncimea de penetrare a jumătății spațiul variază de la o fracțiune de la mai multe, în funcție de grosimea stratului h. și parametrii de frecvență ai mass-media. Însăși existența undei Iubirea ca agenți activi de suprafață, datorită prezenței la jumătate de strat: penetrarea adâncimea h 0 valuri in jumatate de spatiul tinde la infinit și intră val volumetric. Viteza de fază cu valuri Iubirea se află în intervalul dintre vitezele de fază ale undelor transversale în stratul și jumătate de ct l <с în care - densitatea stratului și jumătate, respectiv, a ecuației Din văzut că undele se propagă Iubirea cu dispersia: viteza lor de fază depinde de frecventa. Pentru grosimi de strat mici, a fost o dată. e. Viteza de fază Dragostea val se apropie de viteza de fază a undei transversale în jumătatea vrac. În val Iubirea există ca mai multe. modificări, fiecare dintre care corespunde undei normale a unui anumit ordin. Știați că cele de joasă frecvență undelor electromagnetice de frecvență mai mică de 100 kHz este fundamental diferită de cea care se încadrează viteza de frecvență mai mare a undelor electromagnetice este proporțională cu rădăcina pătrată a frecvenței de 300 mii. Km / s la 100 kHz până la aproximativ 7000 km / s la 50 Hz.
La limitele cristalelor pot exista toate aceleași tipuri de agenți activi de suprafață, care, în solide izotrope, doar mișcarea valurilor este complicată. Cu toate acestea, anizotropia corpului solid poate face calități nek-. schimbări în structura valurilor. Deci, pe planurile unor cristale piezoelectrice cu. proprietăți val valuri de dragoste de tip, cum ar fi undele Rayleigh pot exista suprafață liberă ua (fără prezența unui strat solid). . Etc Acest valuri electroacustice Gulyaev -. Blyushteyna. Alături de valuri convenționale Rayleigh în eșantioane de anumite cristale a lungul frontierelor libere se pot propaga undă amortizată radiază energie în interiorul cristalului (valuri neetanșe). În cele din urmă, în cazul în care cristalul are un efect piezoelectric și oferă un flux de electroni (piezosemiconducting de cristal), este posibil ca undele de suprafață de interacțiune cu electroni, ceea ce duce la creșterea acestor valuri (a se vedea. Interacțiune Acoustoelectronic).
Nu poate exista pe liber tensioactiv suprafața lichidului elastic, dar pe frecvențele ultrasonice variază și sub valuri de suprafață pot apărea acolo în ryh definitor k nu sunt forța elastică, iar tensiunea de suprafață -. T este n. valuri capilare (vezi. Undele de pe suprafața lichidului).
Ultra- și surfactanți hipersonice sunt larg utilizate în domeniu pentru testarea nedistructivă a suprafeței complete și stratul de suprafață al eșantionului (cm. Defect) pentru a crea circuite electrice microelectronic de prelucrare. semnale etc. d. Dacă suprafața liberă a eșantionului solid, sunt aplicate undele Rayleigh. În aceste cazuri, când proba este în contact cu lichidul, pe cealaltă. Proba solidă sau un strat solid, undele Rayleigh sunt înlocuite cu un alt tip de surfactant adecvat.Literatura pe unda acustică de suprafață