Techniklexikon

elastische Wellen

Festkörperphysik, in Festkörpern propagierende elastische Deformationen, die zur Bestimmung der elastischen Konstanten in Festkörpern verwendet werden. Anstatt statischer Zugversuche etc. können auch sogenannte dynamische Verfahren angewendet werden, bei denen man Eigenschwingungen oder elastische Wellen mit vorgegebener Laufrichtung in der Probe beobachtet.

Sowohl die Schwingungsform als auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit hängen in komplizierter Weise von der Kristallsymmetrie und von der Ausbreitungsrichtung ab.

Beispielsweise gilt für eine Probe mit kubischem Kristallgitter bei Ausbreitung der elastischen Welle längs der Symmetrieachsen folgender Zusammenhang:

a) Ausbreitung längs der [100]-Richtung:

 ,

b) Ausbreitung längs der [101]-Richtung:

, ,

c) Ausbreitung längs der [111]-Richtung:

, .

Es gibt jeweils eine Longitudinalwelle mit der Phasengeschwindigkeit  v _L und zwei zueinander senkrechte linear polarisierte Transversalwellen mit den Geschwindigkeiten  v _T1 und  v _T2. Diese sind in den beiden Fällen (a) und (c) miteinander symmetrieentartet, so dass hier  v _T1 =  v _T2 =  v _T ist.

In einer beliebig schief zu den Symmetrieachsen liegenden Ausbreitungsrichtung existieren (entsprechend den drei möglichen Bewegungsrichtungen eines Massenteilchens) ebenfalls immer drei elastische Wellen, die jedoch nicht mehr rein longitudinal oder rein transversal sind. Für sie gelten kompliziertere Formeln für die Schallgeschwindigkeit.