Поверхневі акустичні хвилі - студопедія
ПАР можуть існувати поблизу вільної поверхні твердого тіла або поблизу поверхні розділу двох різних тіл. Відомо п'ять видів ПАР.
Хвилі Релея. теоретично відкриті Релеєм в 1885 році, можуть існувати в твердому тілі поблизу його вільної поверхні, що межує з вакуумом. Фазова швидкість таких хвиль спрямована паралельно поверхні, а коливаються поблизу неї частки середовища мають як поперечну, перпендикулярну поверхні, так і подовжню складові вектора зміщення. Ці частинки описують при своїх коливаннях еліптичні траєкторії в площині, перпендикулярній поверхні і проходить через напрямок фазовоїшвидкості. Зазначена площину називається сагітальній. Амплітуди поздовжніх і поперечних коливань зменшуються в міру віддалення від поверхні вглиб середовища по експоненціальним законами з різними коефіцієнтами загасання. Це призводить до того, що еліпс деформується і поляризація далеко від поверхні може стати лінійної. Проникнення хвилі Релея в глибину звукопровода становить величину порядку довжини поверхневої хвилі. Якщо хвиля Релея збуджена в п'єзоелектрик, то як всередині нього, так і над його поверхнею у вакуумі буде існувати повільна хвиля електричного поля, викликана прямим п'єзоефектом.
Хвилі Стоунлі (або Стонлі), названі так по імені вченого, який відкрив їх в 1908 році, відрізняються від хвиль Релея тим, що можуть існувати поблизу кордону розділу двох твердих середовищ, що знаходяться в акустичному контакті. При поширенні хвилі Стоунлі в коливаннях беруть участь частинки і тієї й іншої середовища. При цьому вони також як і в хвилі Релея здійснюють еліптичний рух в сагітальній площині. Глибини проникнення хвилі Стоунлі в контактують середовища складають величини порядку довжини поверхневої хвилі.
Хвилі Гуляєва - Блюстейна (Блюхштейна) були відкриті в 1968 р в СРСР Гуляєвим Ю.В. і незалежно в США Блюстейном. Вони мають дві характерні ознаки. По-перше, вони існують лише в п'єзоелектричних кристалах поблизу вільної кордону і, по-друге, частинки середовища відчувають чисто поперечні коливання в напрямку, паралельному поверхні ( "горизонтальна" поляризація). Хвилі Гуляєва-Блюстейна проникають в коливається середу більш глибоко, ніж хвилі Релея і Стоунлі. Глибина іхпронікновенія в обсяг твердого тіла составляетвелічіну порядку # 955; зв # 949; / K 2. де # 949; - діелектрична проникність, k - коефіцієнт електромеханічного зв'язку (див. Нижче). Завдяки прямому п'єзоефект хвиля Гуляєва-Блюстейна супроводжується повільної хвилею електричного поля в вакуумі над поверхнею пьезоелектрика.
Хвилі Марфельда - Турнуа, відкриті в 1971 році, відрізняються від хвиль Гуляєва-Блюстейна тим, що можуть існувати поблизу кордону розділу двох контактуючих пьезоелектріков. Ці ПАР також чисто зсувні і мають "горизонтальну" поляризацію.
Хвилі Лява (1926 р) поширюються в тонкому (близько # 955; зв) шарі речовини, нанесеному на підкладку, в якій швидкість звуку більше, ніж в шарі. Ці чисто зсувні хвилі мають "горизонтальну" поляризацію і проникають в підкладку на глибину близько # 955; зв. Вони володіють дисперсією, величина їх швидкості лежить між значеннями швидкостей звуку в шарі і в підкладці.
1.3. Хвилеводні і каналізовані хвилі. Представниками хвилеводних акустичних мод є хвилі в тонких пластинках або плівках, обидві поверхні яких вільні, а товщина має величину порядку довжини пружної хвилі. Платівка при цьому виконує функції планарного хвилеводу, а самі хвилі по суті справи є нормальні хвилі в ньому. Останні отримали назву хвиль Лемба по імені вченого, який відкрив їх в 1916 році. Вектор зміщення в хвилі Лемба має як подовжню, так і поперечну складові, причому поперечна складова нормальна до поверхонь хвилеводу.
Іншими представниками хвилеводних мод є нормальні акустичні хвилі в тонких стрижнях різного профілю (круглого, прямокутного і ін.). Каналізувати акустичними хвилями називаються такі хвилі, які можуть поширюватися як по каналах уздовж канавок і виступів різного профілю (прямокутного, трикутного, напівкруглого і ін.), Виконаних на вільної (не обов'язково плоскою) поверхні твердого тіла, а також уздовж просторового кута, утвореного двома гранями звукопровода. Для практики вони привабливі тим, що можуть використовуватися в акустичних інтегральних схемах.
2.УРАВНЕНІЯ, описувати ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ
ПРОЦЕСИ В п'єзоелектрик