Ona de Rayleigh
Les ones de Rayleigh són un tipo d'ona acústica superficial que viaja a lo llarc de la superfície dels sòlits. Es poden produir en materials de moltes maneres, com per impacte localisat o per transducción piezoelèctrica, i s'usen en freqüència en ensajos no destructius per a detectar defectes. Les ones de Rayleigh són part de les ones sísmiques que produïxen en la Terra els terremots. Quan li les guia en capes, li les denomina ones Lamb, ones Rayleigh-Lamb o ones Rayleigh generalisades.
Característiques
[editar | editar còdic]
Les ones de Rayleigh són un tipo d'ona de superfície que es desplaça prop de la superfície dels sòlits. Les ones de Rayleigh inclouen moviments llongitudinals i travessers l'amplitut dels quals disminuïx exponencialment a mida que aumenta la distància des de la superfície. Hi ha una diferència de fase entre estos components del moviment.[1]
L'existència de les ones de Rayleigh va ser predita en 1885 per Lord Rayleigh, en l'honor de les quals varen ser denominades.[2] En els sòlits isotrópicos, estes ones fan que les partícules de la superfície es desplacen en elipses en plans normals a la superfície i paralels a la direcció de propagació: l'eix principal de la elipse és vertical. En la superfície i a poca profunditat, este moviment és retrògrat, és dir, el moviment en el pla d'una partícula és en sentit antihorario quan l'ona viaja d'esquerra a dreta. A majors profunditats, el moviment de la partícula es convertix en progrado. Ademés, l'amplitut de moviment decau i l'excentricitat canvia a mida que aumenta la profunditat en el material. La profunditat a la que s'observen desplaçaments significatius en el sòlit és aproximadament igual a la llongitut d'ona acústica. Les ones de Rayleigh són distintes d'atres tipos d'ones acústiques de superfície o guiades, com les ones de Love o les ones de Lamb, abdós són tipos d'ones guiades soportades per una capa, o ones llongitudinals i de tall, que viagen en massa.
Les ones de Rayleigh tenen una velocitat llaugerament menor que les ones de tall per un factor que depén de les constants elàstiques del material.[1] La velocitat típica de les ones de Rayleigh en els metals és de l'orde de 2-5 km/s, i la velocitat típica de l'ona de Rayleigh en el sol és de l'orde de 50-300 m/s. Per als materials elàstics llineals en relació de Poisson positiva (___MATH_0___), la velocitat d'ona de Rayleigh es pot aproximar com ___MATH_1___.[3] Degut a que les ones de Rayleigh estan confinades zones prop de la superfície, la seua amplitut en el pla quan és generada per una font puntual decau com ___MATH_2___, a on ___MATH_3___ és la distància radial. Per lo tant, les ones superficials decauen més llentament en la distància que les ones massives, que s'estenen en tres dimensions des d'una font puntual. Esta llenta decaiguda és una de les raons per les quals són de particular interés per als sismólogos. Les ones de Rayleigh poden rodejar la Terra vàries voltes despuix d'un gran terremot i encara ser considerablement grans com per a ser detectades i mides.
En l'àmbit de la sismologia, les ones de Rayleigh (denominada "rolado de superfície") són el tipo d'ona superficial més important, i poden ser produïdes (ademés de per terremots), per eixemple, per ones oceàniques, per explosions, per trens i vehículs de superfície, o per l'impacte d'un sledgehammer.[1][4]
Ones de Rayleigh en ensajos no destructius
[editar | editar còdic]Les ones de Rayleigh són àmpliament utilisades per a caracterisar materials, per a detectar propietats mecàniques i estructurals de l'objecte que s'analisa – com per eixemple la presència de fissures, i el mòdul de cizalladura relacionat. Això és comú a atres tipos d'ones superficials.[5] Les ones de Rayleigh que s'utilisen en estos fins posseïxen un ranc de freqüències ultrasòniques.
Li les utilisa en distintes escales de llongitut ya que són fàcils de produir i detectar en la superfície lliure dels objectes sòlits. Ya que es troben confinades a una zona propenca a la superfície lliure en una profunditat de l'orde de la llongitut d'ona relacionada en la freqüència de l'ona, es poden usar diferents freqüències per a caracterisació en diferents escales de llongitut.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 1,2 (1990) Applied geophysics, Cambridge University Press, p. 149. ISBN 978-0-521-33938-4. Consultat el 8 de juny de 2011.
- ↑ http://plms.oxfordjournals.org/content/s1-17/1/4.full.pdf "On Waves Propagated along the Plane Surface of an ElasticSolid", Lord Rayleigh, 1885
- ↑ (1998) Dynamic Fracture Mechanics, Cambridge University Press, p. 83. ISBN 978-0521629225.
- ↑ A theory of the origin of microseisms, pp. 1–35.
- ↑ Review of progress in quantitative nondestructive evaluation, Springer, p. 161. ISBN 978-0-306-45597-1. Consultat el 8 de juny de 2011.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Onda de Rayleigh» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.