Магнитоупругие волны

Резонанс между С. в. и волной колебания др. природы (напр., звуковой) может привести к расталкиванию ветвей, что проявляется в существовании гибридных колебаний, напр. магнитоупругих (см. Магнитоупругие волны, Магнитоупругое взаимодействие). [c.639]

Дисперсионные кривые для всех типов волн, распространяющихся вдоль оси анизотропии ферромагнетика в магнитостатическом приближении изображены на рис. 14.4. Видно, что в данном случае имеется четыре дисперсионные ветви, что и следовало ожидать в соответствии с общими представлениями о связанных волнах. Ветвь I отвечает невзаимодействующей со спиновой системой продольной звуковой волне, а ветвь 3 — поперечной магнитоупругой волне с правой круговой поляризацией, слабо взаимодействующей со спиновой волной. Кривые 2 и 4 при к>кд отвечают взаимодействующим поперечной магнитоупругой волне с левой круговой поляризацией и спиновой волне. При как ситуация меняется на обратную — ветвь 2 соответствует спиновой волне, а ветвь 4 — звуковой. Волны 2 и часто называют связанными магнитоупругими волнами. Подчеркнем еще раз, что каждая из распространяющихся волн характеризуется при этом как упругими смещениями, так и магнитными моментами, причем, как следует из (3.2), доля магнитной части в упругой волне и доля механической части в спиновой особенно значительны (одного порядка) при со , (й)-- сО( (й), т. е. в области магнитоакустического резонанса. Таким образом, возбуждение звука с помощью магнитных колебаний и, наоборот, спиновых волн посредством механических колебаний наиболее эффективно при со (й) со, (й). Частот магнитоакустического резонанса, очевидно, две. Одна из них, низшая, практически совпадает с со(0) и для типичных параметров, используемых в эксперименте, составляет - 10 ГГц. Вторая частота лежит в области частот, близких к предельным частотам колебаний кристаллической решетки. Таким образом, явление магнитоакустического резонанса может быть использовано для генерации гиперзвука. [c.377]

Рис. 14.4. Дисперсионные кривые магнитоупругих волн в ферромагнетике.

В ряде случаев возможны и чистые линейно поляризованные магнитоупругие волны (см. [3]). [c.377]

Затухание магнитоупругих волн [c.378]

Затухание магнитоупругих волн представляет собой сложный процесс. Он определяется взаимодействиями волн двух подсистем — упругой и магнитной, причем в общем случае необходимо учитывать как взаимодействия внутри каждой подсистемы — фонон-фононные, магнон-магнонные взаимодействия, так и взаимодействия между двумя подсистемами [21. Однако в пределах широкого диапазона температур взаимодействия внутри каждой из подсистем выражены значительно сильнее, чем взаимодействия между подсистемами. Поэтому при феноменологическом описании затухания магнитоупругих волн можно пользоваться приближением, в котором затухание за счет магнон-фононных взаимодействий не учитывается. Для простоты будем, кроме того, считать, что в релаксационном члене (2.13) отсутствует слагаемое, описывающее изменение величины магнитного момента, т. е. 1/ti=0. Затухание упругих волн будем описывать с помощью изотропного тензора вязкости [c.378]

Если считать, что магнитоупругая волна распространяется вдоль оси анизотропии, то от дисперсионных уравнений (3.3) для рассмотренных выше циркулярно поляризованных поперечных волн можно перейти к более общим дисперсионным уравнениям, учитывающим диссипативные процессы [II [c.378]

Из (4.3) следует, что в случае достаточно сильной связи между магнитной и упругой подсистемами, а именно, при П (б,—декременты затухания магнитоупругих волн равны и определяются выражениями 7а=7 = со,(б,Ч-б()/2. Если же связь мала по сравнению с затуханием, т. е. 11< (б —б ) , то 72=м б и y =a)t8f. Интересно рассмотреть случай, когда решеточные потери значительно меньше потерь в спиновой системе, т. е. б, т]б .. Вдали от резонанса для декрементов поперечной волны с левой круговой поляризацией 7к и спиновой волны 71 имеем [c.379]

Затухание магнитоупругих волн. .............................378 [c.403]

Чтобы исследовать влияние двух основных диссипативных механизмов — вязкости и спиновой релаксации — на распространение магнитоупругих волн, в уравнения (6.6.39) нужно добавить дополнительные слагаемые, полученные в 6.5. Эти добавочные члены суть ojf [(2у) /V X pRJ + 0л (Л ) и ojf (R) соответственно релаксационный вектор R определяется уравнением (6.5.20). Для этих слагаемых имеем выражения [c.391]

Полное решение в виде поверхностных волн (6.11.12), которое должно удовлетворять граничным условиям (6.11.16), является линейной комбинацией решений, соответствующих двум возможностям (6.1117) и (6.11.20) для Q2 или kz. Применяя К такой линейной комбинации условия (6.11.16), найдем, что результирующая система уравнений для амплитуд имеет нетривиальное решение тогда и только тогда, когда выполняется следующее дисперсионное уравнение для взаимосвязанных поверхностных магнитоупругих волн [c.400]

В магнитоупорядоченных кристаллах (напр., ферромагнетиках, ферритах) наличие спина, орбитального момента и обменного взаимодействия приводит к тому, что, помимо рассмотренных выше проявлений взаимодействия Г. с веществом, появляется ряд других явлений, где играют роль магнитоупругие взаимодействия. Так, распространение гиперзвуковой волны вызывает появление спиновой волны, и, наоборот, спиновая волна вызывает появление гиперзвуковой волны. Т. о., один тип волн порождает другой, поэтому в общем случае в таких кристаллах распространяются не чисто спиновые и упругие волны, а связанные магнитоупругие волны. Изучение спин-фононных взаимодействий представляет существенный интерес для исследования спин-решёточной релаксации в магнитоупорядоченных кристаллах. В случае спиновых волн большой, или, как говорят, конечной, амплитуды, возникают нелинейные эффекты. [c.89]

Особенностью распространения упругих волн в кристаллах является их взаимодс1ктвие с разл. подсистемами (макроскопическими электрич. и магн. полями, электронами, спинами и др.) кристаллов. Так, в кристаллах, обладающих пьезоэффектом, распространение акустич. волны сопровождается образованием переменного электрич. поля, движущегося вместо с волной деформации в полупроводниках и металлах волна деформации вызывает движение и перераспределение свободных носителей (см. Акустоэлектронное взаимодействие) в магн. кристаллах упругая волна сопровождается волной переменного магн. поля, обусловленного магня-тострикцией, и т. д. Для всех типов кристаллов характерно взаимодействие УЗ-волн с дефектами кристаллич. структуры, в первую очередь с дислокациями. Взаимодействие механич. деформаций с разл. подсистемами в значит, степени определяет поглощение УЗ, механизмы акустич. нелинейности, анизотропию скорости звука и даже обусловливает возникновение в кристаллах новых типов волн, как объёмных (связанные магнитоупругие волны в магн. Дфисталлах), так и.поверхностных. [c.506]

Переменные ГЛЗ (с переменным значением г) н дисперсионные ГЛЗ (с т, зависящим от частоты) реализуются с применением магнитоупругих волн, возбуждаемых в магнитоупорядоченных кристаллах напр., в железоиттриевом гранате). Изменение задержки здесь достигается переносом областей возбуждения и приёма магнитоуиругих волн (т. е. переносом областей перехода спиновых волн в упругие на входе ГЛЗ и обратного перехода на её выходе), что достигается изменением напряжённостп внешнего постоянного магн. поля. Пределы изменения т в пере- ченных ГЛЗ составляют примерно 1 — 10 мкм, D — ок. 70 дБ на частотах до 3 ГГц, а Д/// обычно не превышает 0,05 0,1. В дисперсионных ГЛЗ на магнито-упругих волнах используется эффект дисперсии скорости волн при определённых значениях Н , В железо-иттриево.м гранате дисперсия составляет доли мкс в относит, полосе пропускания до 0,01. [c.595]

В практике маги, обсерваторий и метрологич. институтов, а также для определения намагниченности земных пород и свойств магн. материалов применяются магнито механические М., основанные па силовом взаимодействии измеряемого магн. поля с постоянным магнитом (кварцевые М., крутильные М., магн. весы, магн. теодолиты, астатпч. М. и др.). Создаются М. на новых физ. принципах и явлениях волоконно-оптич. М. на магнитострикционном эффекте М., основанные на использовании магнитоупругих волн М, с ИП на тонких ферромагн. плёнках. [c.700]

Благодаря магнитострикции М. в. взаимодействует с акустич. волнами, наиб, сильно — в области магпитоакустического резонанса, когда образуются связанные магнитоупругие волны. Вдали от магни- [c.7]

МАГНИТОУПРУГИЕ волны — волны, возникающие в магнитоупорядоченеых кристаллах — ферро- и антиферромагнетиках — из-за связи между магн. и [c.16]

В динамике магнитоупорядочепных сред М. в. проявляется как взаимодействие упругих волн (фононов) и с 1иновых волн, приводящее к возникновению магни-тоупрузих волн. Для характеристики влияния М, в. на динамич. процессы вводят коэф. магнитоупругой связи, к-рый представляет собой отношение энергии М. в. в магнитоупругой волне к среднему геометрическому от энергий упругой а спиновой подсистем. Для ферромагн. кристалла [c.18]

Под влиянием М. в. возникает Д -эффект (см. Магнитострикция) и происходит из.менение скорости звука под воздействием маги, поля, достигающее 50% и более в веществах с большим коэф. магнитоупругой связи. Высокая чувствительность упругих модулей к воздействию магн. поля в таких материалах является основой параметрпч. магннтоупругих явлений (пара-метрич. возбуждение магнитоупругих волн, преобразование спектра бегущих ыагнитоупругих волн, генерация гармоник, управляемая фокусировка звука неоднородным магн. полем и т. д.). М, в. ответственно за акустич. эффекты Фарадея и двойного лучепреломления, а также эфф. ангармонизм упругой подсистемы (В, И. Ожогин, В. Л. Преображенский, 1977) [4 . [c.18]

Об изучении возможностей таких режимов для воспроизводимого получения галлийзамещенных феррогранатов иттрия, удовлетворяющих требованиям применения в устройствах на магнитоупругих волнах, и сообщается в настоящей статье. [c.55]

Область механики, занимающаяся изучением движения бесконечно проводящей упругой среды в магнитном поле, называется магнитоупругостъю. Магнитоупругие волны при некоторых частных видах функции Фо подробно рассмотрены в (Bazer and Eri son [1974]). [c.146]

Рассматривая распространение спиновых волн в 3, мы не учитывали их связи с упругими волнами в кристалле. Такая связь, однако, часто оказывается суш,ественной и приводит к ряду интересных физических эффектов, в частности к суш,ествованию магнитоупругих волн, т. е. волн, переносяш,их как магнитную, так и механическую энергию [1—7]. [c.375]

Как и в случае немагнитных диэлектриков, вдоль границ магнитоупорядоченных кристаллов могут распространяться поверхностные магнитоупругие волны [13—161, в том числе волны рэлеевского типа [13, 14], чисто сдвиговые магнитоупругие волны [151, аналогичные волнам Гуляева — Блюштейна в пьезоэлектриках, и чисто сдвиговые волны, распространяющиеся вдоль границы между двумя кристаллами (161. В последнее время поверхностные магнитоупругие волны начинают использоваться в устройствах обработки сигналов. [c.378]

Другое важное приложение теории магнитоупругих волн в упругих средах (например, металлах) основано на аналогии между теорией магнитной упругости и магнитной гидродинамикой. Действительно, не удивительно, что высокопроводящие упругие среды используются для проверки, хотя только и по аналогии, теоретических предсказаний магнитной гидродинамики, так как на практике трудно контролировать характеристики газообразной плазмы и рискованно проводить эксперименты с высокопроводящими жидкими металлами, такими, как натрий. Кроме того, как показывает решение задачи о движении магнитоупругого поршня, образующаяся нелинейная магнитоупругая волна позволяет создавать очень сильные магнитные поля. [c.265]

Формулировка в 6.6 системы уравнений, линеаризованных относительно типичной однодоменной ферромагнитной фазы, вводит читателя в круг исследований взаимосвязанных магнитоупругих волн в непроводящих ферромагнетиках. Эффекты магнитоакустического резонанса, магнитоакустический эффект Фарадея и явление затухания магнитоупругих волн в упругих ферромагнетиках рассматриваются в 6.7—6.9 соответственно. Эти эффекты исследуются аналитически, в качестве иллюстраций приведены также графики, полученные численно. Они привлекают особенно большое внимание с точки зрения приложений в технике к таковым относятся сверхзвуковые генераторы, высокочастотные магнитострикционные преобразователи, усиление волн при помощи нелинейных взаимодействий, разработка волновых фильтров и линий задержки, анализ и синтез внутреннего магнитного поля и т. д. Еще более удивительно и загадочно поведение соответствующих поверхностных магнитоакустических волн, демонстрирующих отсутствие взаимности при распространении вдоль двух противоположных направлений ( 6.10 и 6.11), а также возможность представления движущихся ферромагнитных стенок в многодоменном упругом кристалле магнитоакустическими солитонными волнами ( 6.12 и 6.13). [c.334]

Частота магнитоакустического резонанса со имеет порядок 10 ° с- для типичных упругих ферромагнетиков, таких, как иттрий-железный гранат, а величина к очень хорошо попадает в первую зону Бриллюэна динамики решеток ), которая допускает континуальное рассмотрение. 06-Рис. 6.7.1. Качественный график дисперси- ласть перекрытия ОКОЛО онного уравнения для магнитоупругих волн лежит в ВЫСОКО- [c.386]

У1агнитоакустический дихроизм. Дихроизм в электромагнитной оптике — это эффект различия поглощения света при разном направлении его распространения. Аналогичный эффект, который можно назвать магнитоакустическим дихроизмом, существует и в упругих ферромагнетиках, так как поглощение магнитоупругих волн зависит от направления волнового магнитного поля Но. [c.394]

Перед рассмотрением довольно сложного общего случая магнитоупругих волн имеет смысл рассмотреть так называемые поверхностные спиновые волны. Существование чисто магнитостатической спиновой поверхностной волны было показано в работах [Damon, Eshba h, 1961 Филиппов, 1967]. Такая поверхностная мода имеет особенность, которую можно продемонстри- [c.394]

Особенностью УЗ в высокочастотном и гиперзвуковом диапазонах является возможность применения к нему представлений и методов квантовой механики, поскольку длины волн и частоты в этих диапазонах становятся одного порядка с параметрами и частотами, характеризующими структуру вещества. Упругой волне данной частоты при этом сопоставляется квазичастица — фонон, или квант звуковой энергии. Квантово-механич. представления удобны при рассмотрении различных взаимодействий в твёрдых телах. Напр., рассеяние и поглощение звука колебаниями кристаллич. решётки можно рассматривать как взаимодействие когерентных и тепловых фононов, комбинационное рассеяние света (см. Манделъштама — Бриллюэна рассеяние) — как взаимодействие фотонов с фо-нонами, а взаимодействие с электронами проводимости в металлах и полупроводниках и со спинами и спиновыми волнами в магнитоупорядоченных кристаллах (см. Магнитоупругие волны) — соответственно как электрон-фо-нонное, спин-фононное и магнон-фононное взаимодействия. [c.12]

Переменные и дисперсионные ГЛЗ реализуются с применением магпито-упругих волн, возбуждаемых в звукопроводе из жиг. Изменение задержки здесь обусловлено гл. обр. переносом областей возбуждения и приёма магнитоупругих волн, что, в свою очередь, достигается изменением напряжённости внешнего постоянного магнитного поля (т. е. поля иодмагничива-ния). Пределы изменения задержки в такой электрически регулируемой [c.183]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...