Поверхностное поглощение и резонансное взаимодействие упругих волн с двумерным дефектом

Abstract

Рассмотрено резонансное взаимодействие объемного акустического фонона с плоским дефектом в твердом теле с учетом объемного и поверхностного поглощения. Описано взаимодействие с неоднородным упругим двумерным слоем, обладающим внутренней динамической степенью свободы, а также с однородным плоским дефектом. Показано, что резонансное отражение объемного поперечного фонона на однородном двумерном дефекте, обусловленное взаимодействием с глубоко проникающей волной утечки, оказывается чрезвычайно чувствительным к акустическому поглощению, особенно объемному. Получены ограничения на максимальные значения диссипативных параметров среды, при которых еще возможно сильное отражение объемного поперечного фонона однородным двумерным дефектом. Взаимодействие объемного дефекта с резонансной модой неоднородного двумерного слоя, приводящее к акустическому просветлению границы раздела, оказывается менее чувствительным к объемному поглощению, так как не сопровождается возбуждением глубоко проникающей волны утечки. Предсказано аномально сильное поверхностное поглощение объемного поперечного фонона, при котором половина падающей акустической энергии поглощается на двумерном дефекте в результате взаимодействия с глубоко проникающей волной утечки.

Розглянуто резонансну взаємодію об'ємного акустичного фонона з плоским дефектом у твердому тілі з урахуванням об'ємного та поверхневого поглинення. Описано взаємодію з неоднорідним двовимірним пружним шаром, який має внутрішній динамічний ступінь вільності, а також з однорідним плоским дефектом. Доведено, що резонансне відбиття об'ємного поперечного фонона на однорідному двовимірному дефекті, яке обумовлене взаємодiєю з глибоко проникаючею хвилею витікання, є надзвичайно чутливим до акустичного поглинання, особливо об'ємного. Одержані обмеження на максимальні значення дисипативних параметрів середовища, за яких ще можливе сильне відбиття об'ємного поперечного фонона однорідним двовимірним дефектом. Взаємодія об'ємного дефекта з резонансною модою неоднорідного двовимірного шару, яка призводить до акустичного просвітлення межі розділу, є менш чутливою до об'ємного акустичного поглинання, оскільки не супроводжується збудженням глибокопроникаючої хвилі витікання. Передбачене аномально сильне поверхневе поглинання об'ємного поперечного фонону, за якого половина падаючей акустичної енергії поглинається на двовимірному дефекті в результаті взаємодії з глибоко проникаючею хвилею витікання.

Resonant interaction of a bulk acoustic phonon with planar defect in a solid with an account for the bulk and surface absorption is considered. The interaction is described with inhomogeneous two-dimensional elastic layer having the internal dynamical degree of freedom, and with homogeneous planar defect. It is shown that resonant reflection of bulk transverse phonon at homogeneous two-dimensional defect, caused by interaction with deeply penetrating leaky wave, is very sensitive to the acoustic absorption, especially to the bulk one. We obtained the restrictions on maximum possible values of dissipative parameters of the medium when the strong reflection of a bulk transverse phonon at homogeneous two-dimensional defect occurs. It is shown that the interaction of a bulk phonon with the resonant mode of inhomogeneous two-dimensional layer, which results in acoustical clearing of the interface, is less sensitive to the bulk acoustic absorption because deeply penetrating leaky wave is not excited at the interface in this case. Anomalously strong surface absorption of a bulk transverse phonon is predicted when one half of the incident acoustic energy is absorbed at two-dimensional defect as a consequence of interaction with deeply penetrating leaky wave.