Волны Рэлея, рэлеевские волны. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Волны Рэлея, рэлеевские волны

Волны Рэлея, рэлеевские волны - упругие волны, распространяющиеся в твёрдом теле вдоль его свободной границы и затухающие с глубиной; разновидность поверхностных акустических волн. Их существование было предсказано Дж. У. Рэлеем (J. W. Rayleigh) в 1885. Примеры Р. в. - водны на земной поверхности, возникающие при землетрясениях, ультразвуковые и гиперзвуковые поверхностные волны в твёрдых телах, широко применяемые в современных физ. исследованиях и технике. В плоской Р. в. в одном изотропном упругом полупространстве имеются две компоненты смещения (рис.), одна из к-рых и направлена вдоль направления распространения волны (ось х), а другая w - перпендикулярно свободной границе в глубь пространства (направление оси z с началом на границе), причём

где t - время, w - круговая частота,

k - волновое число Р. в., k_l, k_t - волновые числа продольных и поперечных волн соответственно, А - произвольная постоянная.

Схематическое изображение волны Рэлея, распространяющейся в направлении оси вдоль свободной границы твёрдого тела, перпендикулярной оси z; и, w - компоненты колебательного смещения частиц среды; эллипс - траектория их движения.

Толщина слоя локализации волн Рэлея составляет от

до

, где

- длина волны. На глубине

плотность энергии в волне

0,05 плотности у поверхности. Движение частиц в Р. в. происходит по эллипсам, большая полуось к-рых перпендикулярна поверхности, а малая - параллельна направлению распространения волны. Эксцентриситет эллипсов зависит от расстояния до поверхности и от коэф. Пуассона v упругой среды.

Фазовая скорость Р. в. с_R меньше фазовых скоростей с_l, и с_t продольных и поперечных волн и определяется из ур-ния

где

Р. в. соответствует веществ. корень этого ур-ния, значения к-рого для твёрдых сред заключены между 0,874 и 0,955. Приближённое выражение для него

Релеевские волны распространяются со значительной дисперсией, что используется для определения расстояния до эпицентра землетрясения. Их фазовая скорость равна групповой.

В анизотропных средах структура и свойства Р. в. зависят от типа анизотропии и направления распространения волн. Р. в. могут распространяться не только по плоской, но и по криволинейной свободной поверхности твёрдого тела. При этом меняются их скорость, распределение смещений и напряжений с глубиной, а также спектр допустимых частот, к-рый из непрерывного может стать дискретным, как, напр., для случая Р. в. на поверхность сферы.

Иногда под рэлеевскими волны понимают волны не только на свободной границе твёрдого тела, но также поверхностные волны более общего типа, возникающие на границе твёрдого тела с жидкостью и на границе системы твёрдых или жидких слоев с полупространством.

Волны Рэлея широко используются во всех областях науки и техники. Напр., низкочастотные (10^-2-10 Гц) рэлеевские волны применяют в сейсмологии для регистрации землетрясений и в сейсморазведке. В УЗ-диапазоне частот Р. в. используются для всестороннего контроля поверхностного слоя образца: исследования характеристик поверхностного слоя, выявления поверхностных и околоповерхностных дефектов (см. Дефектоскопия ),определения остаточных напряжений поверхностного слоя металла, термич. и механич. свойств поверхностного слоя образца. Гиперзвуковые (10⁸-10¹⁰ Гц) Р. в. широко используются в акустоэлектронике при создании преобразователей электрич. сигналов, ультра- и гиперзвуковых линий задержки, усилителей эл--магн. колебаний и систем для обработки информации.

Литература по рэлеевским волнам

Бреховских Л. М., Волны в слоистых средах, 2 изд., М., 1973, гл. 1, § 6;

Физическая акустика, под ред. У. Мэзона и Р. Терстона, пер. с англ., т. 7, М., 1974, гл.

Викторов И. А., Звуковые поверхностные волны в твердых телах, М., 1981.

И. А. Викторов.

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что такое "Большой Взрыв"?
Согласно рупору релятивистской идеологии Википедии "Большой взрыв (англ. Big Bang) - это космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно - начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии. Обычно сейчас автоматически сочетают теорию Большого взрыва и модель горячей Вселенной, но эти концепции независимы и исторически существовало также представление о холодной начальной Вселенной вблизи Большого взрыва. Именно сочетание теории Большого взрыва с теорией горячей Вселенной, подкрепляемое существованием реликтового излучения..."
В этой тираде количество нонсенсов (бессмыслиц) больше, чем количество предложений, иначе просто трудно запутать сознание обывателя до такой степени, чтобы он поверил в эту ахинею.
На самом деле взорваться что-либо может только в уже имеющемся пространстве.
Без этого никакого взрыва в принципе быть не может, так как "взрыв" - понятие, применимое только внутри уже имеющегося пространства. А раз так, то есть, если пространство вселенной уже было до БВ, то БВ не может быть началом Вселенной в принципе. Это во-первых.
Во-вторых, Вселенная - это не обычный конечный объект с границами, это сама бесконечность во времени и пространстве. У нее нет начала и конца, а также пространственных границ уже по ее определению: она есть всё (потому и называется Вселенной).
В третьих, фраза "представление о холодной начальной Вселенной вблизи Большого взрыва" тоже есть сплошной нонсенс.
Что могло быть "вблизи Большого взрыва", если самой Вселенной там еще не было? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира