Mode conversion

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
An incident longitudinal wave (L1) is reflected and transmitted at an interface of two solids as a longitudinal wave (L1' and L2), but also partially as a transverse wave (S1 and S2).

Mode conversion is the transformation of a wave at an interface into other wave types (modes).[1][2]

Principle

Mode conversion occurs when a wave encounters an interface between materials of different impedances and the incident angle is not normal to the interface.[1] Thus, for example, if a longitudinal wave from a fluid (e.g., water or air) strikes a solid (e.g., steel plate), it is usually refracted and reflected as a function of the angle of incidence, but if some of the energy causes particle movement in the transverse direction, a second transverse wave is generated, which can also be refracted and reflected. Snellius' law of refraction can be formulated as:[1]

sin⁡θ1VL1=sin⁡θ2VL2=sin⁡θ3VS1=sin⁡θ4VS2$$ }_{4}}{{V}_{S2}}}}

This means that the incident wave is split into two different wave types at the interface. If we consider a wave incident on an interface of two different solids (e.g. aluminum and steel), the wave type of the reflected wave also splits.

Besides these simple mode conversions, an incident wave can also be converted into surface waves. For example, if one radiates a longitudinal wave at a shallower angle than that of total reflection onto a boundary surface, it will be totally reflected, but in addition a surface wave traveling along the boundary layer will be generated. The incident wave is thus converted into reflected longitudinal and surface wave.

In general, mode conversions are not discrete processes, i.e. a part of the incident energy is converted into different types of waves. The amplitudes (transmission factor, reflection factor) of the converted waves depend on the angle of incidence.[3]

Seismic waves

An (longitudinal) P-wave is partially reflected and transmitted (PSt and PPt) as a (transverse) S-wave (PSr) and (longitudinal) P-wave (PPr). The nomenclature is as follows: First letter stands for the wave type of the causal wave (primary wave) and the second letter for the type of secondary waves generated after mode conversion.

في علم الزلازل ، يشير تحويل الموجات تحديدًا إلى التحول بين الموجات الأولية (P) والثانوية (S) عند نقاط عدم الاستمرارية. [ 4 ] تنعكس الموجات الداخلية وتنكسر عند اصطدامها بطبقة حدودية داخل الأرض. هنا، يمكن تحويل الموجات الأولية (P) إلى موجات ثانوية (موجة PS) عند الفواصل، والعكس صحيح (موجة SP). [ 5 ] وينطبق الأمر نفسه على الموجة الأولية الساقطة.

الخطيئة⁡θP1P1=الخطيئة⁡θP1PPر=الخطيئة⁡θP2PPت=الخطيئة⁡θS1PSر=الخطيئة⁡θS2PSت$$ } _ {S1}} {{PS} _ {ص}}} = {\ فارك {\ الخطيئة {\ ثيتا} _ {S2}} {{PS} _ {ر}}}}

يمكن وصف التغير في السعات باستخدام معادلات زويبريتز .

مراجع

  1. 1 2 3 "تحويل الأنماط" . الموجات . جامعة ولاية آيوا، مركز التقييم غير المدمر . تم الاسترجاع في 2023-02-03 .
  2. ↑ "دليل تحويل الأنماط، أسبابه، وحلوله" . ألتيم . 2022-01-20 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-02-08 .
  3. ↑ روز، جوزيف ل. (1999). الموجات فوق الصوتية في الأوساط الصلبة . كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 54-56 . ISBN  0-521-64043-1. OCLC 40073975 . 
  4. ^ "راومويلين" . Lexikon der Geowissenschaften (باللغة الألمانية). الطيف . تم الاسترجاع بتاريخ 2023-02-03 .
  5. ^ “Registrierung von Erdbeben” (في المانيا). عدة. 2021-06-08 . تم الاسترجاع بتاريخ 2023-02-03 .