Πώς τα πιεζοηλεκτρικά κεραμικά εξαρτήματα παράγουν υπερηχητικά κύματα;
Τα πιεζοηλεκτρικά κεραμικά είναι κατάλληλα υλικά για τη δημιουργία και την ανίχνευση υπερηχητικών κυμάτων. Οι φορείς φορτίου μεταναστεύουν μέσω του πιεζοηλεκτρικού υλικού υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου, με αποτέλεσμα μια ορατή αλλαγή στο μήκος (το αντίστροφο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο). Εάν η εφαρμοζόμενη τάση είναι εναλλασσόμενη τάση, τα σωματίδια στο μέσο (π.χ. αέρας) αρχίζουν να δονούνται. Παρουσιάζονται διακυμάνσεις της πίεσης. Η αραιότητα των σωματιδίων οδηγεί σε μείωση της πίεσης, ενώ η συμπίεση οδηγεί σε αύξηση της πίεσης. Το μήκος κύματος ήχου περιγράφει την απόσταση μεταξύ δύο αραιών ή συμπιεσμένων περιοχών. Τα ηχητικά κύματα που προκύπτουν διαδίδονται στο περιβάλλον μέσο. Η ταχύτητα του ήχου ποικίλλει ανάλογα με την πυκνότητα και τις ελαστικές ιδιότητες του μέσου.
Υπάρχει μια θεμελιώδης διαφορά μεταξύ των διαμήκων και των εγκάρσιων κυμάτων. Για τα διαμήκη κύματα, οι ταλαντώσεις συμβαίνουν στο επίπεδο διάδοσής τους. Μπορούν να διαδοθούν σε υγρά και αέρια, καθώς και σε στερεά. Για τα κύματα διάτμησης, ωστόσο, οι ταλαντώσεις είναι κάθετες στην κατεύθυνση διάδοσής τους, κάτι που είναι δυνατό μόνο στα στερεά. Και οι δύο τρόποι κύματος μπορούν να μετατραπούν στον άλλο με ανάκλαση ή διάθλαση στην οριακή περιοχή, με αποτέλεσμα ένα πιο πυκνό υλικό.
