Виды акустических волн

Майдоров И.А. 1Б01. 55 вопрос.

Виды акустических волн.

Упругость – свойство твердых тел восстанавливать свои форму и объем, а жидкостей и газов объем после прекращения действия внешних сил. Среду, обладающую упругостью, называют упругой средой. При распространении акустических волн в среде частицы среды не переносятся, а лишь совершают колебания относительно точек равновесия. Распространение волн происходит от частицы к частице. Акустические волны – механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде.

В зависимости от частоты акустические волны делятся на инфразвуковые, звуковые, ультразвуковые и гиперзвуковые. Граница между тремя первыми диапазонами определяется свойствами человеческого слуха. Граница четвертого диапазона определяется предельной частотой акустических волн, распространяющихся в воздухе. Инфразвуковые <20 Гц, звуковые 20 …20*10^3, ультразвуковые 20*10^3 … 1*10^9, гиперзвуковые >1*10^9. Для решения задач измерительных преобразований наибольшее применение нашли звуковой и ультразвуковой диапазоны.

В зависимости от направления колебаний частиц по отношению к направлению распространения акустические волны различаются на продольные, поперечные (сдвиговые), поверхностные (Рэлея), нормальные (Лэмба).  В продольной волне направление колебаний частиц совпадает с направлением распространения волны. Такая волна может быть возбуждена в твердой, жидкой и газообразной среде. В поперечной волне направление колебаний частиц перпендикулярно направлению распространения. Такая волна может быть возбуждена только в твердом теле, которое способно упруго сопротивляться деформации сдвига. На свободной поверхности твердого тела можно возбудить поверхностные волны, частицы в которых движутся по эллипсам. Такая волна локализована в тонком поверхностном слое. В плоских телах и телах постоянной толщины (листах, тонких пластинах, проволоке) можно возбудить нормальные волны. Нормальные волны связаны с волноводным механизмом распространения упругих колебаний в таких телах.