Длина - поверхностная волна
Cтраница 3
Величина смещения в обоих типах волн Рэлея и Лява максимальна на поверхности и экспоненциально убывает с глубиной. Поэтому с помощью этих волн можно эффективно зондировать Землю до глубины, примерно равной одной трети длины волны. Длины поверхностных волн, возбуждаемых при землетрясениях, лежат в интервале от десятков до многих сотен километров. Поверхностные волны от сильных землетрясений настолько интенсивны, что несколько раз обегают вокруг земного шара. Эти волны позволяют получать много информации о недрах планеты. С помощью поверхностных волн детально изучено расположение слоя пониженных сейсмических скоростей в верхней мантии, региональные детали строения земной коры континентов и океанов. [31]
 |
Схема смещений частиц почвы в волнах Рэлея ( а и Лява ( б. [32] |
Величина смещения в обоих типах волн максимальна на поверхности и экспоненциально убывает с глубиной. Поэтому с помощью этих волн можно эффективно зондировать Землю до глубины, приблизительно равной одной трети длины волны. Длины поверхностных волн, возбуждаемых при землетрясениях, лежат в интервале от десятков до многих сотен километров. Поверхностные волны от сильных землетрясений настолько интенсивны, что по нескольку раз обегают вокруг земного шара. [33]
Из этой формулы следует, что, увеличивая глубину канавки, можно получить сколь угодно большое замедление поверхностной волны. Однако это несправедливо, так как формула ( 12) приближенна. Практически длина поверхностной волны не может быть короче удвоенного периода структуры. При возрастании замедления поверхностной волны растет его зависимость от частоты. Это обстоятельство находит практическое применение в антеннах с качанием луча. Рост замедления приводит к концентрации электромагнитного поля у поверхности металла и, таким образом, к росту омических потерь и уменьшению пропускаемой мощности. [34]
 |
Фильтр сжатия иа отражательных решетках. [35] |
Поверхностные акустические волны возбуждаются однородным ВЩП на одном конце устройства, затем дважды отражаются от решеток и достигают выходного ВЩП, расположенного на том же конце, что и входной преобразователь. Так как глубина канавок мала ( примерно 1 % от длины волны), то коэффициент отражения от отдельной канавки весьма невелик. Тем не менее волны, отраженные от нескольких канавок, на любой частоте складываются когерентно, и амплитуда отраженной волны существенно возрастает. При этом требуется, чтобы шаг между канавками соответствовал длине поверхностной волны. Так как шаг изменяется вдоль длины устройства, то волны различных частот отражаются в различных местах и имеют разные длины акустических путей. [36]
С помощью наклонных искателей в изделиях кроме поперечных возбуждают и поверхностные волны. Искатели для возбуждения поверхностных волн не имеют принципиального отличия от обычных наклонных искателей. Угол призмы в таких искателях равен второму критическому углу падения. Чувствительность контроля при этом возрастает по сравнению с использованием продольных и поперечных волн, так как длина поверхностных волн меньше, чем для продольных и поперечных при той же частоте. [37]
Как показано в работах [17-22], дробление капель жидкости в звуковом поле происходит благодаря тому, что в результате параметрического резонанса амплитуда колебаний поверхности капли резко возрастает. Вследствие этого разность динамических напряжений в разных точках поверхности капли может превысить силы капиллярного давления, и капля разорвется. Параметрический резонанс возникает при условии, что частота звуковых волн равна ( или близка) удвоенной собственной частоте колебаний капли ( основной или главный резонанс), или при равенстве частоты излучения звука собственной частоте ( первый резонанс) колебаний капли. При этом необходимо, чтобы звуковое давление превышало некую зависящую от вязкости жидкостей и размеров капли ( длины поверхностных волн) пороговую величину. [38]
В устройствах впервые описанного Вудом и Лумисомт типа туман образуется из тонкой пленки жидкости, покрывающей поверхность ультразвукового излучателя. Здесь механизм туманооб-разования иной; при внимательном наблюдении можно-заметить, что пленка покрыта мелкой рябью. Из-за непрерывного изменения толщины пленки и влияния ее краев характер ряби обычно очень сложен. Можно полагать, что при достаточно большой амплитуде поверхностных волн с их гребней начинают срываться мелкие - капельки жидкости. Размер капелек, очевидно, связан с длиной поверхностных волн и, следовательно, с частотой колебаний. Позднее были получены убедительные данные в пользу этого предположения. Так, Виза, Дирнагль и Эше110, применявшие частоты 1 2 - 5 4 Мгц, и Ленг ш, работавший в диапазоне 10 - 800 кгц, показали, что при ультразвуковом распылении на поверхности жидкости образуется равномерная система пересекающихся капиллярных волн, причем медианный диаметр образующихся капелек равен определенной доле длины этих волн. Последняя вычислялась с помощью выведенной Кельвином формулы из частоты колебаний и физических свойств распыляемой жидкости. [39]
В устройствах впервые описанного Вудом и Лумисом109 типа туман образуется из тонкой пленки жидкости, покрывающей поверхность ультразвукового излучателя. Здесь механизм туманооб-разования иной; при внимательном наблюдении можно заметить, что пленка покрыта мелкой рябью. Из-за непрерывного изменения толщины пленки и влияния ее краев характер ряби обычно очень сложен. Можно полагать, что при достаточно большой амплитуде поверхностных волн с их гребней начинают срываться мелкие капельки жидкости. Размер капелек, очевидно, связан с длиной поверхностных волн и, следовательно, с частотой колебаний. Позднее были получены убедительные данные в пользу этого предположения. Так, Виза, Дирнагль и Эшепо, применявшие частоты 1 2 - 5 4 Мгц, и Ленг111, работавший в диапазоне 10 - 800 кгц, показали, что при ультразвуковом распылении на поверхности жидкости образуется равномерная система пересекающихся капиллярных волн, причем медианный диаметр образующихся капелек равен определенной доле длины этих волн. Последняя вычислялась с помощью выведенной Кельвином формулы из частоты колебаний и физических свойств распыляемой жидкости. [40]
Все методы возбуждения ПАВ сводятся к созданию пространственно-периодической системы переменных напряжений ( или деформаций) на поверхности пьезоэлектрика. Если пространственный период и частота изменений деформации со временем соответственно равны длине волны и частоте ПАВ, то в результате синфазного сложения всех элементарных упругих возмущений на поверхности возникают две бегущие поверхностные волны, распространяющиеся во взаимно противоположных направлениях. Способы возбуждения ПАВ, приведенные на рис. 4.2, а, б, в, основаны на принципе трансформации объемных упругих волн в поверхностные. Наиболее распространенным из них является метод клина. Преобразователь объемных волн 2 возбуждает в клине 3 объемную волну, угол падения которой подбирается таким образом, чтобы длина объемной волны в плоскости подложки 1 примерно равнялась длине поверхностной волны. Более высокой эффективностью преобразования обладает гребенчатый преобразователь. Основным недостатком его является высокий уровень паразитных сигналов, связанных с излучением гребенчатой структурой объемных волн. [41]
Здесь отрицательное напряжение, подаваемое на верхний электрод, смещает диоды в прямом направлении с типичным значением постоянной времени 0 5 не. Запоминаемый сигнал / ( /), длительность которого не должна превышать акустической задержки в области взаимодействия, подается на преобразователь, расположенный на левой стороне подложки. Когда волновой пакет целиком находится в области взаимодействия, на параметрический электрод подается короткий импульс, смещающий диоды в прямом направлении. Диоды быстро накапливают заряды, пропорциональные потенциалу полного электрического поля. Это поле представляет собой сумму пространственно-независимого поля смещения, а также поля, обусловленного поверхностной акустической волной. После окончания действия импульса смещения накопленные заряды сохраняются и создают обратное напряжение смещения на диодах, так как постоянная времени разряда достаточно велика. Чтобы распределение, записанное в виде накопленных зарядов, точно описывало поданный сигнал, расстояние между диодами в соответствии с принципом дискретизации должно быть меньше половины длины поверхностной волны, а длительность импульса смещения должна быть меньше полупериода несущего ПАВ-кол ебания. [42]
Страницы: 1 2 3