Kuinka pietsosähköiset keraamiset komponentit luovat ultraääniaaltoja?
Pietsosähköinen keramiikka soveltuu ultraääniaaltojen tuottamiseen ja havaitsemiseen. Varauksenkantajat kulkeutuvat pietsosähköisen materiaalin läpi sähkökentän vaikutuksesta, mikä johtaa näkyvään pituuden muutokseen (käänteinen pietsosähköinen vaikutus). Jos käytetty jännite on vaihtojännite, väliaineen (esim. ilma) hiukkaset alkavat värähtää. Painevaihteluita esiintyy. Hiukkasten harveus johtaa paineen laskuun, kun taas puristus johtaa paineen nousuun. Äänen aallonpituus kuvaa etäisyyttä kahden harvaan tai puristetun alueen välillä. Syntyvät ääniaallot leviävät ympäröivässä väliaineessa. Äänen nopeus vaihtelee väliaineen tiheyden ja elastisten ominaisuuksien mukaan.
Pituus- ja poikittaisaaltojen välillä on perustavanlaatuinen ero. Pitkittäisten aaltojen värähtelyt tapahtuvat niiden etenemistasolla. Ne voivat levitä nesteissä ja kaasuissa sekä kiinteissä aineissa. Leikkausaaltojen värähtelyt ovat kuitenkin kohtisuorassa niiden etenemissuuntaan nähden, mikä on mahdollista vain kiinteissä aineissa. Molemmat aaltomuodot voidaan muuntaa toiseksi heijastuksen tai taittumisen avulla raja-alueella, mikä johtaa tiheämpään materiaaliin.
