Презентация на тему Поверхневі акустичні хвилі

Релея в напівобмеженому п’єзоелектрику вихідною є система рівнянь з

закону Гука, другого закону Ньютона та матеріального співвідношення:

 

 

вільної поверхні акустичного кристалу – один з методів керування

властивостями АХ. Розглянемо вплив на характеристики ПАХ поверхні акустичного кристалу шляхом нанесення однорідного ізотропного шару.

 

вважалось необмеженим як в напрямку поширення, так і в

перпендикулярному до нього напрямку. Одначе, всі прилади мають обмежені розміри, тому для практики є важливими випадки:
відбиття АХ від розриву поверхні
дифракційні явища (через обмежений поперечний розмір пучку хвиль)

кут 270 сходинка

крива 1 відповідає хвилі, що пройшла як поверхнева по перешкоді (пряма ПАХ)
крива 2 відповідає хвилі, яка перетворилась у об’ємні хвилі та випроменилась вглиб кристалу (сягає 83%).
крива 3 відповідає хвилі, яка відбилася як поверхнева від верхньої частини сходинки

при на різних частотах в найбільш популярних акустичних кристалах

– кварцу та ніобату літію

частотна залежність поглинання ПАХ в цих же кристалах на одиницю часу затримки при кімнатній температурі

границями, зміщення вузлів кристалічної гратки в відбуваються як напрямку

поширення хвилі, так і перпендикулярно до нього.

яка поширюється межею поділу шарів алюмінію та вольфраму. Практичний

інтерес хвилі Стоунлі мають з причини можливості їх використання в приладах, де поверхня поділу не зазнає впливу атмосфери.

(пластина). Це хвилі з горизонтальною поляризацією, вузли кристалічної гратки

зміщуються перпендикулярно до хвильового вектора та паралельно площині поділу.

 

зміна за товщиною амплітуди різних мод хвиль Лява (плівка кварцу на підкладці кремнію): на заданій частоті, проникнення хвилі в підкладку збільшується із збільшенням номеру моди.

з ростом частоти збільшується частка енергії, що поширюється в плівці: на низьких частотах хвиля Лява являє собою типову ПАХ, на високих - ПАХ-ОАХ

шляхом аналізу випромінених ними чи відбитих від них ультразвукових

хвиль.
Пасивна локація - визначення напрямку на об’єкт та його місцезнаходження відбувається за допомогою створеного ним самим звукового поля.
Активна локація - визначення напрямку на об’єкт та його місцезнаходження відбувається за допомогою відбитого від об’єкта сигналу (останній попередньо опромінюється ультразвуковими пристроями).
Локація у тварин
Тварини та птахи, в яких виявлено ультразвукову локацію:
кажани, які в основному ведуть нічний спосіб життя
птахи гуахаро, які живуть в темних печерах
деякі землерийки
кіти
дельфіни.
Мета локації у тварин:
орієнтація в просторі (сигнали випромінюються рідко)
виявлення та переслідування здобичі (частота слідування сигналів зростає)

– великий підковоніс, 2 – дельфін, 3 – гладконосий

кажан, 4 – мадагаскарська землерийка.
У великого підковоноса (землерийка) імпульс сталої частоти 81÷82 кГц триває 40÷100 мксек та за останні 1÷3 мксек спадає до 60÷70 кГц. У дельфіна тривалість імпульсу дуже мала 0.04÷0.1 мксек із частотним спектром 30÷150 кГц. Для гладконосого кажана сигнал триває з частоти 75 кГц впродовж 2÷5 мксек і за цей час лінійно спадає до 45 кГц.

Мадагаскарська землерийка випромінює імпульсні сигнали тривалістю до 3.5 мксек з частотою 20 кГц.
Ширина діаграми спрямованості:
у кажанів 30-50°
у дельфінів 10-15°
З причини малості тривалості сигналів, що випромінюють тварини, сам сигнал не перекриваються з його відгуком в часі: імпульси, розділені інтервалами від 0.1 мксек та більше, сприймаються як роздільні та не маскують один одного.