在物理学中,表面波是沿不同介质之间的界面传播的机械波。 一个常见的例子是沿着液体表面的重力波,如海浪。 在具有不同密度的两种流体之间的界面处,重力波也可能发生在液体内。 弹性表面波可以沿固体表面行进,如瑞利或爱波浪。电磁波也可以作为“表面波”传播,因为它们可以沿着折射率梯度或沿着具有不同介电常数的两种介质之间的界面被引导。 在无线电传输中,地面波是靠近地球表面传播的导波。
在地震学中,遇到几种类型的表面波。在这种机械意义上的表面波通常被称为L波或瑞利波。地震波是通过地球的波浪,通常是地震或爆炸的结果。爱波具有横向运动(运动垂直于行进方向,如光波),而瑞利波具有纵向(运动方向平行于行进方向,如声波)和横向运动。地震波由地震学家研究,并由地震仪或地震仪测量。表面波跨越宽的频率范围,最有害的波浪周期通常为10秒以上。表面波可以从最大的地震多次绕地球旅行。当P波和S波到达表面时,会产生表面波。[1]
例子是在水和空气(海洋表面波)的表面上的波浪,或与水或空气接触的沙子中的波纹。另一个例子是内波,可以沿着两个不同密度的水质的界面传播。
在听觉生理理论中,Von Bekesy的行波(TW)是由基底膜进入耳蜗管的声表面波而产生的。他的理论假装解释了由于这些被动机械现象而引起的听觉的每一个特征。但是Jozef Zwislocki和后来的David Kemp表明,这是不现实的,积极的反馈是必要的。
地面波是指随着地球曲率的平行于和邻近地球表面的无线电波的传播。这种辐射地面波被称为诺顿表面波。其他类型的表面波是非辐射Zenneck表面波或Zenneck-Sommerfeld表面波,被捕获的表面波和滑翔波。
低于3 MHz的低频无线电空间波作为地面波有效运行。在国际电联的命名中,这包括:中频(MF),低频(LF),极低频(VLF),超低频(ULF),超低频(SLF),极低频(ELF)波浪。
地面传播的作用是因为低频波由于波长长而在障碍物周围更强烈地衍射,从而使它们能够跟随地球的曲率。地球具有一个折射率,大气有另一个折射率,从而构成支持导波传播的界面。地面波在垂直极化中传播,其磁场水平和电场(接近)垂直。使用VLF波,电离层和地球表面作为波导。
表面的电导率影响地面波的传播,更多的导电表面如海水提供更好的传播。增加表面电导率会减少耗散[9]折射率受时空变化的影响。由于地面不是完美的电导体,地面波随着地球表面而衰减。波前最初是垂直的,但作为有损电介质的地面会使波浪在行进时向前倾斜。这将一些能量引导到地球,在那里它被消散,使信号指数下降。