板波

板波是機械波(相對於電磁波而言)的一種,機械波的傳遞需要介質,而在平板中傳播的機械波就叫板波。舉個例子,在無限長,有限寬,且非常薄(相較於波長而言,通常遠小於一個波長,常見於十分之一個波長左右)的扁帶介質中傳播的超音波。

機械波可分為橫波和縱波兩種基本形式,而板波是這兩個基本形式的混合體。板波(lamb wave或者plate wave)有兩個模(振動模式,可對比電磁波中的模),對稱模(s模,s-mode,s表示symmetric)和非對稱模(a模,a-mode,a表示asymmetric)。

對稱模(s-mode)蘭姆波的特點是薄板中心質點作縱向振動,上下表面質點作橢圓運動、振動相位相反並對稱於中心。

非對稱模(a-mode)蘭姆波特點是薄板中心質點作橫向振動,上下表面質點作橢圓運動、相位相同,不對稱。

板波示意圖。上方為s模,下方為a模。 板波示意圖。上方為s模,下方為a模。

上圖中板波向右傳播,板中箭頭表示質點振動方向。所謂對稱與非對稱是指沿板方向的中線是否對稱。板波屬於體波(body wave,用以區別表面波surface wave)。顧名思義,體波是在介質內波傳播,比如地震波就是體波。表面波是指在介質表面傳播的波,其質點的振動幅度隨侵入介質的深度增加而減小,例如典型的瑞麗波(reighly wave)和樂普波(love wave)。故板波形成的條件要求板厚不能太大,其原因易由下得出:假設板介質無限厚,可將板分為三個部分,上下兩個表面和板中線附近。由於板介質無限厚,而介質中的質點距離表面越遠其振動幅度越小,至無限遠的中線其振動幅度為零。換句話說,沿無限厚平板只能沿板的表面傳播兩個表面波。若板不是不是無限厚(中線附近質點的振動幅度不為零),則為板波。

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