Получено точное дисперсионное уравнение для распространения поверхностных акустических волн (ПАВ) на границе изотропного упругого полупространства, сцепленного с изотропным упругим слоем, свободным с другой стороны. С его помощью в предположении, что поперечная (сдвиговая вязкая) волна полностью затухает на толщине слоя, найдены приближенные выражения для малых изменений волнового числа ПАВ, вызванных реакцией нагрузки в виде: а) тонкого слоя упруговязкого «водоподобного» вещества; б) тонкого слоя вязкой жидкости; в) безграничного вязкого газа. В первых двух случаях слой представляет собой массовую нагрузку, влияющую на изменение фазовой скорости ПАВ. Газовая нагрузка в варианте (в) в первом приближении на фазовую скорость не влияет, а вызывает лишь затухание ПАВ, обусловленное излучением звуковой волны сжатия в безграничный газ. Для потерь в газе найдено выражение, уточняющее основную формулу известной приближенной теории Арцта и др. Окончательно получено приближенное выражение для волнового числа ПАВ на изотропной подложке, покрытой тонким слоем изотропного материала, за которым находится безграничный газ. Малое увеличение массы слоя из-за поглощения в нем молекул изучаемой газовой примеси приводит к пропорциональному ее концентрации уменьшению фазовой скорости ПАВ и частоты автогенератора ПАВ-детектора, играющего таким образом роль «микровесов».
An exact dispersion equation is derived for Surface Acoustic Waves (SAW) propagating along the boundary of an isotropic elastic half-space, coupled with the isotropic elastic layer, free on the other side. Then, under an assumption that the transverse (shear, viscous) wave is completely damped through the layer, the approximate expressions are derived from the exact equation for small amendments to the SAW wave number caused by the reaction of the load, such as: (a) a thin layer of viscoelastic «water-like» substance; (b) thin layer of a viscous liquid; (c) infinitely viscous gas. In the first two cases, the mass of the layer is the load that affects the change in the phase velocity of SAW. Gas loading (variant (c)) in the first approximation does not affect the phase velocity and only causes attenuation of SAW attributed to emission of acoustic wave of compression in infinite gas. For losses in gas the expression refining the basic formula of the known approximate Arzt’s et al. theory is specified. The final approximate expression is derived for the wave number of SAW propagating along an isotropic substrate covered with a layer of isotropic material with infinite gas behind. A small increase in the mass of the layer due to absorption of the mollecules of the studied gas impurity leads to a decrease (proportional to the impurity concentration) in the phase velocity of SAW and the frequency of the self-oscillator of the SAW detector, thus playing a role of the «microbalance».
The authors declare that there are no conflicts of interest present.