II. Волны с горизонтальной поляризацией

Волны Лява. Распространяются на границе тв полупространства с тв слоем

В плоскости распространения, волна явл чисто поперечной.

Смещения в слое распределены по закону косинуса, а втв теле экспоненциально убывают с глубиной

При малых толщинах в слое скорость волны Лява ограничивается скоростью объемно поперечной волны, в случае большой толщины слоя волны Лява существуют в различных модификациях, каждая из которых соответствует поперечной объемной волне

25. Активые диэлектрики.

Диэлектрики - вещества, плохо проводящие электрический ток.

Электропроводность диэлектриков по сравнению с металлами очень мала. Их удельное электрическое сопротивление р > 10⁸-10⁹ Ωсм. Основным электрическим свойством диэлектриков является способность к поляризации, в них возможно существование электростатического поля.

К диэлектрикам относят вещества, у которых ширина запрещенной зоны Ем > 3 эВ. Электроны под действием обычных (не слишком сильных) электрических полей преодолеть ее не могут. Действие электрического поля сводится к перераспределению электронной плотности, что приво­дит к поляризации.

Механизмы поляризации диэлектриков различны и зависят от ха­рактера химических связей. В ионных кристаллах (например NaCl) поля­ризация является результатом сдвига ионов друг относительно друга (ионная поляризация) и деформации электронных оболочек отдельных ионов (электронная поляризация). В кристаллах с ковалентной связью (например алмаз) поляризация обусловлена смещением электронов, осуществляющих химическую связь.

По функциям, выполняемым в приборах электронной техники, диэлектрики можно разделить на пассивные и активные.

Активные диэлектрики - это материалы, свойствами которых мож­но управлять в широком диапазоне с помощью внешних энергетических воздействий и использовать эти воздействия для создания функциональ­ных элементов электроники. Таким внешним воздействием может быть электрическое поле, механическое усилие, излучение, тепло.

К числу активных диэлектриков относят свгнето-, пьеэо- и пироэлек-трики; электреты; материалы для квантовой электроники; жидкие кри­сталлы; электро-, магнито- и акустооптические материалы. По строению и свойствам их можно подразделить на кристаллические и аморфные, полярные и неполярные диэлектрики.

Активные диэлектрики позволяют осуществить генерацию, усиле­ние, модуляцию электрических и оптических сигналов, запоминание или преобразование информации.

P – вектор поляризации равен сумме дипольных моментов.

Пироэлектрическим эффектом называется изменение спонтанной поляризованности диэлектриков при изменении температуры.

Уравнение пироэлектрического эффекта записывается в виде dPсп=-pdT,

Где Pсп – спонтанная поляризованность диэлектрика. P – пироэлектрический коэффициент.

Пироэлектрическими свойствами обладают некоторые линейные диэлектрики (турмалин, сульфат лития) и все сегнетоэлектрики.

26 Пьезоэлектрический эффект и электрострикция. Пьезоэлектричекие кристаллы.

Пьезоэлектричесий эффект состоит в возникновении электрической поляризации у некоторых кристаллических материалов под действием механического напряжения.

Линейная связь между векторами поляризации P и тензором напряжений(σ_jk) описывается с помощью тензора пьезоэлектрических модулей.( d_ijk) Pi=d_ijkσ_jk

Такое явление называется прямым пьезоэффектом. Однако существует и обратный, когда кристалл деформируется пропорционально приложенному к нему электрическому полю.

В этом случае линейная связь между компонентами тензора деформации и напряженностью электрического поля осуществляется с помощью того же тензора пьезоэлектических модулей. U_jk=d_ijkE_i

U_jk – тензор деформации E_i – напряженность Эл. поля

В общем случае, когда деформации возникают под действием как электрического поля, так и механических напряжений U_jk= S_jklmσ_lm+d_ijkE_i

S_jklm- тензор коэффициентов упругой деформации.

Пьезоэффект наблюдается лишь в веществах с гетерополярной химической связью, т.е. пьезоэлектрикам могут быть либо ионные, либо сильно полярные диэлектрики.

Вторым необходимым условием пьезоэффекта является отсутствие центра симметрии в структуре диэлектрика. При наличии центра симметрии деформация вызывает симметричные смещения положительнх и отрицательных зарядов и электрический момент не возникает.

Пьезоэлектрические элементы можно использовать в качестве датчиков давлений, деформаций, ускорений и вибраций. Двойное преобразование энергии(электрической в механическую, и наоборот) положено в основу работы пьезорезонансных фильтров, линий задержки и пиьезотрансворматоров.