微波声学

研究固体中微波超声（频率高于109赫的声波）的产生、检测和传播特性，以及它与各种微观结构和物理过程的相互作用的学科。是超声学的发展和继续。1947年用高次谐波法首次获得1吉赫的体声波，从而超声学进入了微波频段。微波声学保留了传统声学和超声学的基本原理和方法，但连续介质的经典理论须由量子理论来代替。为了使晶格振动量子化，引入声子概念。波长为λ的声波与能量为hv的声子(v为相应的频率，h为普朗克常量)相对应。声场的特性就是大量声子的统计行为。因而微波声学广泛应用于声子与光子、电子、自旋、杂质、缺陷等微观结构相互作用的研究。当微波超声的频率低于1012赫时，在固体中的传播速度与低频声速相同；当频率高于1012赫时，波速与频率呈非线性关系，其函数图形称为声子色散曲线，它决定声子传播的群速和相速。在各向异性晶体中，会出现声子聚焦效应。微波超声在介质中传播时，其衰减系数随频率的提高而增加，也随温度的提高而迅速增加。自从激发微波频段的表面声波的交指换能器在1965年问世以后，表面声波技术和器件也得到了迅速发展和广泛应用。可借助电、磁、光、热、超导隧道结等多种方法来产生和检测微波超声。60年代以来，微波声学已广泛应用于固体物理的各个领域，也渗透到电子学的各个领域；各种表面声波器件，已被广泛应用于雷达、通信、电视、计算机等设备。微波频段的声显微镜对于光学不透明的物体显示出突出的优点，在生物、医学、微电子学以及材料科学等方面有广泛的应用前景。

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