Поверхневі АХ Релея. П’єзоефект презентация

твердих тілах. Як тільки у середовища з’являється межа розподілу тверде тіло – повітря, то біля цієї межі повздовжня та поперечна хвилі стають взаємозалежними, вони не є простими хвилями, оскільки одночасно містять повздовжню та одну (чи дві) поперечні компоненти. До таких хвиль належать поверхневі АХ Релея

енергію ПАХ Релея та відбуваються зміщення вузлів кристалічної гратки, зменшується, відповідно, зменшується можливість керування властивостями хвилі, що обмежує застосування приладів на ПАХ з ростом частоти.

Релея поширюються: якщо поверхня достатньо гладка та її фізичні властивості не змінюються на відстані декількох довжин хвиль, то хвиля Релея огинає її без перешкод (в протилежному випадку – хвиля розсіюється). Це використовується на практиці в ультразвуковій поверхневій дефектоскопії: по розсіюванню сигналів від поверхні зразків можна казати про різного типу поверхневі дефекти, злами та тріщини.

її траєкторію – хвиля поширюється по гвинтових траєкторіях. Якщо поверхня має змінну кривину, то на ній (як на неоднорідності) хвиля буде зазнавати рефракцію та відхилятися в область з більшою кривиною (тобто, із меншим радіусом кривини). При спеціальному підборі кривини хвиля рухається, як в хвилеводі. Такий прилад – плавний топографічний хвилевід - використовується для передачі енергії ПАХ на великі відстані без значних втрат енергії.

типів хвиль, наприклад, так званих хвиль “шепочущої галереї”. Ці хвилі поляризовано паралельно до поверхні та перпендикулярно напрямку поширення. Якісно виникнення таких хвиль можна пояснити послідовним відбиттям від опуклої викривленої границі. Назвою хвиля пов’язана із спостереженням її в круговій галереї собору Святого Павла в Лондоні

електричним полем) та механічними напруженнями (або деформацією). Він виникає в деяких діелектриках та напівпровідниках, вперше спостерігався в кристалах турмаліну, цинкової обманки, титанату барію, винної кислоти, тростинного цукру, сегнетової солі, хлорату натрію.

напруженню (стискуванню, розтягуванню, зсуву), то на його поверхні з’являються електричні заряди, які обумовлюють поляризацію. Ці заряди виникають навіть у відсутності зовнішнього електричного поля; отже: причина – деформація, наслідок – електричне поле.
Зворотній п’єзоефект. Якщо п’єзоелектрик внести в електричне поле, то в ньому виникає механічна деформація, що лінійно залежить від напруженості електричного поля. Такі пружні деформації (акустичні хвилі) виникають навіть у відсутності спеціально створених зовнішніх деформацій. Отже: причина – електричне поле, наслідок – деформація.

негативні іони, деформуються під дією зовнішніх сил по-різному. Як наслідок, на поверхні кристалу в різних місцях можуть з’являтися електричні заряди різних знаків. Розглянемо механізм п’єзоефекту на прикладі кварцу SiO2 (модель запропонував Мейснер), в якому елементарна комірка електрично нейтральна та не має дипольного електричного моменту.

пластинами. Верхній іон кремнію “вклинився” між іонами кисню, а нижній іон кисню “вклинився” між двома іонами кремнію. Як результат, на верхній обкладинці з’явився негативний заряд, а на нижній – позитивний. Отже, при прямому п’єзоефекті під дією механічних напружень (стискання, розтягування, зсуву) іони в вузлах кристалічної гратки незначно зміщуються. Це призводить до виникнення (чи зміни) дипольного моменту елементарної комірки кристалічної гратки.

А – негативні, то маємо наступне: верхній іон кремнію притягнеться до пластини А, нижні іони кисню – до пластини В, в результаті елементарна комірка витягнеться в напрямку вісі Х1. Отже, при зворотному п’єзоефекті під дією електричного поля відбуваються незначні переміщення вузлів кристалічної гратки, змінюються середні відстані між ними, тобто виникає деформація.