Поверхневі акустичні хвилі - велика українська енциклопедія - електронна версія
ПОВЕРХНЕВІ АКУСТИЧНІ ВО Л-НИ (ПАР), уп-ру-Гії віл-ни, рас-про-стра-няю-щие-ся вздовж сво-бод-ної по-верх-но-сті твёр-до-го те- ла або уздовж гра-ні-ці твёр-до-го ті-ла з дру-ги-ми сере-да-ми і за-ту-Ганю-щие при уда-ле-ванні від гра-ні-ці. Су-ще ст ву-ет 2 ти-па ПАР: віл-ни з вер-ти-каль-ної по-ля-ри-за-ци-їй, у ко-то-яких вік-тор ко-ле -Ба-тель-но-го сме-ще-ня годину-тиц сере-ди в віл-ні рас-по-ло-дружин в пло-ко-сти, пер-пен-ді-ку-ляр-ної до гра Нічого-ної по-верх-но-сті, і віл-ни з го-ри-зон-таль-ної по-ля-ри-за-ци-їй, у ко-то-яких вік-тор сме-ще -ня годину-тиц сере-ди па-ра-ле-льон гра-нич-ної по-верх-но-сті і пер-пен-ді-ку-ля-рен на-прав-ле-нию рас-про- стра-ні-ня віл-ни.
Про-стей-ши-ми і най-бо-леї годину-то зустрів чаю-щі-ми-ся на прак-ти-ці ПАР з вер-ти-каль-ної по-ля-ри-за-ци їй яв-ля-ють-ся віл-ни Ре-ле я, рас-про-стра-няю-щие-ся вздовж гра-ні-ці твёр-до-го ті-ла з ва-куу-мом або дос- та точ-но раз-ре-дружин-ної га-зо-вої сере-дою. Їх енер-гія ло-ка-ли-зо-ва-на в по-верх-но-ст-ном шарі тол щі ної від λ до 2 λ. де λ - дли-на віл-ни. Час-ти-ці в віл-ні дві-жут-ся по ел-лип-сам, біль-Шая по-лу-вісь ω ко-то-яких пер-пен-ді-ку-ляр-на гра-ні- це, а ма-гавкоту u - па-ра-лель-на на-прав-ле-нию рас-про-стра-ні-ня віл-ни. Фа-зо-вая ско-кість хвиль Ре-лея c k ≈ 0,9 c t. де c t - фа-зо-вая ско-кість пло-ської по-пе-реч-ної віл-ни.
Ес-ли твёр-дое ті-ло гра-ні-чит з жид-ко-стю і ско-кість зву-ка в жид-ко-сти мен-ше ско-ро-сти ck в твёр-будинок ті-ле ( це спра-вед-ли-во поч-ти для всіх ре-аль-них середовищ), то на гра-ні-це твёр-до-го ті-ла і жид-ко-сти воз-мож-но рас-про -стра-ні-ня за-ту-Ганю-щей віл-ни ре-ле-їв-ско-го ти-па. Ця віл-на при рас-про-стра-ні-ванні НЕ-пре-рив-но з-лу-ча-ет енер-гію в жид-кістка, об-ра-чаплі в ній від-хо-дя-щую від гра-ні-ці НЕ-од-но-род-ву віл-ну. Фа-зо-вая ско-кість цієї ПАР з точ-но-стю до про-цен-тов рав-на c k. а ко-еф. за-ту-ха-ня на тривале-ні віл-ни ≈ 0,1, т. е. на пу-ти 10 λ віл-на за-ту-ха-ет при-мер-но в е раз.
Як і мі-мо за-ту-Ганю-щей ПАР, на гра-ні-це жид-ко-сти і твёр-до-го ті-ла все-гда су ще ст-ву-ет НЕ-за- ту-Ганю-щая ПАР, бе-гу-щая уздовж гра-ні-ці з фа-зо-вої ско-ро-стю, мень-шей ско-ро-сти віл-ни в жид-ко-сти і ско- ро-стей про-доль-них cl і по-пе-реч-них ct хвиль в твёр-будинок ті-ле. Ця ПАР, яв-ля-Ясь віл-ної з вер-ти-каль-ної по-ля-ри-за-ци-їй, име-ет з-вер-шен-но дру-Гії струк-ту-ру і ско-кість, ніж віл-на Ре-лея. Вона со-сто-ит з сла-бо НЕ-од-но-род-ної віл-ни в жид-ко-сти, ам-пли-ту-да ко-то-рій мед-льон-но уби-ва ет при уда-ле-ванні від гра-ні-ці, і двох силь-але не-од-но-род-них хвиль в твёр-будинок ті-ле (про-доль-ної і по-пе-реч-ної ). Бла-го-да-ки цьо-му енер-гія віл-ни і дві-же-ня годину-тиц ло-ка-ли-зо-ва-ни в осн. в жид-ко-сти, а не в твёр-будинок ті-ле.
Ес-ли дві твёр-Диє сере-ди гра-ні-чат ме-ж-ду со-бій уздовж пло-ко-сти і їх пліт-но-сті і мо-ду-ли уп-ру-го-сті НЕ силь-но раз-ли-ча-ють-ся, то вздовж гра-ні-ці мо-гут рас-про-стра-нять-ся віл-ни Сто-ун-л і. Вол-ну Сто-ун-ли мож-но рас-гля-ри-вать як со-стоячи-щую з двох хвиль Ре-лея (по од-ної в ка-ж-дою сере-де). Вер-ти-каль-ва і го-ри-зон-таль-ва когось по-нен-ти сме-ще-ний в ка-ж-дою сере-де уби-ва-ють при уда-ле-ванні від гра-ні-ці так, що енер-гія віл-ни ока-зи-ва-ет-ся з-сере-до-то-чен-ної в двох гра-нич-них сло-ях тол щі ної по -ряд-ка λ. Фа-зо-вая ско-кість віл-ни Сто-ун-ли мен-ше зна-че-ний з l і з t в обидві-їх сере-дах.
Вол-ни з вер-ти-каль-ної по-ля-ри-за-ци-їй мо-гут рас-про-стра-нять-ся на гра-ні-це твёр-до-го об-раз-ца з жид-ким або твёр-дим сло-му або з сис-те-мій та-ких сло-yoв. Ес-ли тол щі на сло-yoв мно-го мен-ше дли-ни віл-ни, то дві-же-ня годину-тиц в по-лу-про-країн-ст-ве при-мер-но та-де ж, як в віл-ні Ре-лея, а фа-зо-вая ско-кість ПАР близ-ка до c k. В об-щем слу-чаї дві-же-ня мо-же бути та-ким, що енер-гія віл-ни бу-дет пе-ре-рас-пре-де-лять-ся ме-ж-ду твёр- дим по-лу-про-країн-ст-вом і шару-ми, а фа-зо-вая ско-кість бу-дет за-ві-мережу від годину-то-ти віл-ни і тол-щі-ни сло -ёв.
Кро-ме ПАР з вер-ти-каль-ної по-ля-ри-за-ци-їй (в осн. Це віл-ни ре-ле-їв-ско-го ти-па), су ще ст -ву-ють віл-ни з го-ри-зон-таль-ної по-ля-ри-за-ци-їй (ля-ва віл-ни), ко-то-які мо-гут рас-про-стра -нять-ся на гра-ні-це твёр-до-го по-лу-про-країн-ст-ва з твёр-дим сло-му. Це чис-то по-пе-реч-ні віл-ни: в них име-ет-ся толь-ко од-на когось по-нен-та сме-щення v. а уп-ру-гаю де-фор-ма-ція в віл-ні перед-ставши-ля-ет з-бій чис-тий зсув. Гли-бі-на про-ник-но-ве-ня віл-ни в по-лу-про-країн ст у ме-ня-ет-ся від до-лей λ до мно-гих λ в за-ві сі-мо-сти від тол-щі-ни шару h. годину-то-ти віл-ни ω і па-ра-мет-рів середовищ. Су-ще ст по-ва-ня віл-ни Ля-ва свя-за-но з на-ли-чи-му шару на по-лу-про-країн-ст-ве: при h → 0 глу- бі-на про-ник-но-ве-ня віл-ни в по-лу-про-країн ст у стре-міт-ся до біс-ко-неп-но-сті і віл-на пе-ре- хо-дить в об'єк-ем-ву. Фа-зо-вая ско-кість хвиль Ля-ва за-клю-че-на в пре-де-лах ме-ж-ду фа-зо-ви-ми ско-ро-стя-ми по-пе-реч- них хвиль в шарі і по-лу-про-країн-ст-ве і за-ві-сит від годину-то-ти ω (т. е. віл-ни Ля-ва рас-про-стра-ня-ют- ся з дис-пер-сі-ей).
На гра-ні-цах кри-став-лов мо-гут су ще ст-во-вать ті ж ти-пи ПАР, що і в изо-стежок-них твёр-дих ті-лах, толь-ко дви- ж-ня в віл-нах ус-лож-ня-ет-ся. Ані-зо-тро-Пія твёр-до-го ті-ла мо-же вно-сить НЕ-ко-то-які ка-че-ст-вен-ні через ме-ні-ня в струк-ту-ру хвиль. Так, на НЕ-ко-то-яких пло-ко-стях кри-став-лов, про-ла-даю щих п'є-зо-електро-Тріч. свій ст ва-ми, віл-ни ти-па хвиль Ля-ва, по-доб-но віл-нам Ре-лея, мо-гут су ще ст-во-вать на сво-бод-ної по -верх-но-сті (в від-сут-ст-віє твёр-до-го шару). Це т. Зв. електро-тро-зву-ко-ві віл-ни Гу-ляе-ва - Блю-Штей-на. На-ря-ду з зви-ни-ми віл-на-ми Ре-лея в не-ко-то-яких об-раз-цах кри-став-лов уздовж сво-бод-ної гра-ні-ці мо- жет рас-про-стра-нять-ся за-ту-Ганю-щая віл-на, з-лу-чаю-щая енер-гію в глиб кри-став-ла. В п'є-зо-по-лу-про-вод-ні-ко-вих кри-став-лах воз-мож-но взаи-мо-дей-ст-віє ПАР з елек-тро-на-ми, при-під -дя-ний до усі-ле-нию цих хвиль (див. Аку-сто-електро-трон-ве взаи-мо-дей-ст-віє).
На сво-бод-ної по-верх-но-сті жид-ко-сти уп-ру-Гії ПАР су ще ст-во-вать НЕ мо-гут, але на годину-то-тах УЗ-діа-па -ЗО-на і ні-же мо-гут воз-ні-кати по-верх-но-ст-ні віл-ни, в ко-то-яких оп-ре-де-ляю-щим яв-ля-ет- ся по-верх-но-ст-ве на-тя-же-ня, - це т. зв. ка-пив-ляр-ні віл-ни (див. Вол-ни на по-верх-но-сті жид-ко-сти).
Ульт-ра- і ги-пер-зву-ко-ві ПАР ши-ро-ко ис-поль-зу-ють-ся в тих-ні-ке для не-раз-ру-Шаю-ще-го кон-тро ля по-верх-но-сті і по-верх-но-ст-но-го шару об-раз-ца, для ство-да-ня мік-ро-електро-трон-них схем об-ра-бот- ки елек-Тріч. сиг-на-лов та ін.