НЕЛИНЕЙНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН


НЕЛИНЕЙНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН
НЕЛИНЕЙНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН

       
в твёрдых телах, одно из проявлений нелинейных эффектов, обусловленное тем, что акустич. волна большой (конечной) амплитуды при распространении в тв. теле изменяет его физ. св-ва. Это влияет как на распространение самой волны (самовоздействие, генерация акустич. гармоник, самофокусировка), так и на распространение др. волн в тв. теле (появление волн комбинац. частот, модуляция колебаний и т. д.). При больших смешениях сжатие и растяжение становятся неравноправными: сила отталкивания при сближении атомов нарастает быстрее, чем сила притяжения при увеличении расстояния между атомами (т. е. сжать уже сжатый образец труднее, чем растянуть уже растянутый). В этом случае для описания распространения волн конечной амплитуды необходимо пользоваться нелинейным Гука законом и нелинейным волновым ур-нием. При этом возникает зависимость фазовой скорости волны от её амплитуды и форма волны по мере её распространения изменяется (синусоидальная волна может выродиться в пилообразную). Искажение формы волны связано с изменением её спектра, к-рый обогащается гармониками. Т. о., нелинейность приводит к генерации гармоник в тв. теле. Если же в тв. тело или кристалл излучаются две или большее число акустич. волн одновременно, они будут взаимодействовать друг с другом, порождая новые волны комбинац. частот. Образование таких волн (суммарной и разностной частоты) происходит при выполнении условий синхронизма:
w1±w2=w3, k1±k2=k3, (1)
где w1, w2, k1, k2 и w3, k3 — частоты и волновые векторы взаимодействующих и результирующих волн соответственно.
Если акустич. волны рассматривать как поток фононов, то условия синхронизма можно интерпретировать как законы сохранения энергии и импульса фононов при вз-ствии:
ћw1±ћw2=ћw3,
ћk1±ћk2=ћk3 (2)
(ћ=h/2p, a h — Планка постоянная). Н. в. а. в. можно рассматривать с квант. точки зрения как вз-ствие когерентных фононов, т. е. как фонон-фононное вз-ствие.
Для анализа вз-ствия акустич. волн между собой, а также с др. видами волн пользуются методом дисперсионных диаграмм, при к-ром каждой из волн, участвующих во вз-ствии, сопоставляют вектор (wi, ki). При выполнении условий синхронизма три вектора (w1, k1), (w2, k2) н (w3, k3), участвующих во вз-ствии волн, должны составить замкнутый треугольник.
Анизотропия кристаллов приводит к ряду особенностей Н. в. а. в. и генерации акустических гармоник. Так, генерация акустической гармоники может проходить с поворотом плоскости поляризации (см. КРИСТАЛЛА-АКУСТИКА).
Н. в. а. в. может быть обусловлено геом. нелинейностью, определяемой квадратичным членом в тензоре деформации; решёточной нелинейностью, связанной с необходимостью в законе Гука учитывать модули упругости 3-го порядка. В пьезоэлектрич. кристаллах нелинейные эффекты зависят также от нелинейности пьезоэффекта и от электрострикции. В пьезополупроводниках дополнит. механизмом (часто играющим преобладающую роль перед всеми др. механизмами) явл. электронная (концентрационная) нелинейность (см. АКУСТОЭЛЕКТРОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ). В пьезоэлектрич. кристаллах наряду с Н. в. а. в. может иметь место нелинейное вз-ствие акустич. и эл.-магн. волн, к-рое обусловливает эффект электроакустич. эха. В случае поверхностных акустических волн (ПАВ) все рассмотренные выше закономерности Н. в. а. в. и генерации гармоник сохраняются. Однако имеются нек-рые особенности вследствие неоднородной структуры ПАВ.
Статич. эффекты, состоящие в изменении параметров акустич. волны под воздействием постоянных или медленно меняющихся механич. и электрич. полей, изучаются в нелинейной кристаллоакустике. Статич. эффекты служат для управления распространением акустич. волн в тв. телах (напр., для изменения фазы волны), для измерения внутр. напряжений и гл. обр. для измерения нелинейных коэфф. тв. тел.
Исследование Н. в. а. в. существенно для понимания природы фонон-фононных вз-ствий в тв. телах, определяющих процессы установления теплового равновесия, теплопроводности, теплового расширения тв. тел, электропроводности и сверхпроводимости. Фонон-фононные вз-ствия играют важную роль в процессах поглощения УЗ в кристаллах, особенно при низких темп-pax. Н. в. а. в. в тв. телах начинают использовать в устройствах акустоэлектроники для обработки сигнальной информации.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.


.

Смотреть что такое "НЕЛИНЕЙНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН" в других словарях:

  • ФОНОН-ФОНОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ — (см. НЕЛИНЕЙНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 …   Физическая энциклопедия

  • КРИСТАЛЛОАКУСТИКА — изучает особенности распространения акустич. волн в кристаллах, а также влияние анизотропии физ. св в кристаллов па хар ки акустич. волн (особенности их поляризации, поглощения и отражения, дифракции и др.). Анизотропия фазовых скоростей… …   Физическая энциклопедия

  • АКУСТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС — (АЯМР), избирательное поглощение энергии акустич. колебаний (фононов), обусловленное переориентацией магн. моментов ат. ядер в тв. теле, помещённом в постоянное магн. поле. Для большинства ядер резонансное поглощение наблюдается в области УЗ… …   Физическая энциклопедия

  • НЕЛИНЕЙНАЯ АКУСТИКА — область акустики, изучающая явления, для описания к рых обычные приближения линейной теории звука недостаточны и необходим учёт нелинейных членов ур ний гидродинамики и ур ния состояния. Обычно такие явления, т. я. нелинейные эффекты, возникают… …   Физическая энциклопедия

  • АКУСТОЭЛЕКТРОНИКА — занимается разработкой УЗ устройств для преобразования и аналоговой матем. обработки радиосигналов. Возможность и целесообразность такого использования упругих волн обусловлены их малой скоростью по сравнению со скоростью света и разл. видами вз… …   Физическая энциклопедия

  • параметрический канал утечки акустической (речевой) информации — Канал утечки акустической (речевой) информации, обусловленный параметрическим преобразованием акустического (речевого) сигнала в нелинейном акустическом поле, создаваемом направленным излучением мощных высокочастотных бигармонических колебаний… …   Справочник технического переводчика

  • НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА — раздел оптики, охватывающий исследования распространения мощных световых пучков в тв. телах, жидкостях и газах и их вз ствия с в вом. Сильное световое поле изменяет оптич. хар ки среды (показатель преломления, коэфф. поглощения), к рые становятся …   Физическая энциклопедия

  • Гиперзвук —         упругие волны с частотой от 109 до 1012 1013 гц; высокочастотная часть спектра упругих волн. По физической природе Г. ничем не отличается от Ультразвука, частоты которого простираются от 2·104 до 109 гц. Однако благодаря более высоким… …   Большая советская энциклопедия

  • Гиперзвук — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей …   Википедия

  • Конвольвер — (коррелятор)  вычислительное устройство для определения свертки. Нелинейное акустоэлектронное устройство, прибор аналоговой обработки сигналов. Простейшим конвольвером на ПАВ является вырожденный конвольвер. В основе работе данного прибора… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.