امواج عشق (Love Waves)، در فیزیک (Physics)
انواع امواج (Wave)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
امواج عشق (Love Waves) :
امواج عشق نوع دیگری از امواج سطحی لرزه ای هستند که توسط ریاضیدان انگلیسی آگوستوس ادوارد هاو لاو (A.E.H. Love) در سال ۱۹۱۱ پیش بینی شدند. این امواج باعث برش افقی زمین می شوند، یعنی ذرات زمین در یک راستای افقی و عمود بر جهت انتشار موج به نوسان درمی آیند. حرکت آنها شبیه به حرکت یک موج عرضی است، اما در سطح زمین و مقید به آن است. امواج عشق سریع تر از امواج ریلی حرکت می کنند و معمولا دومین امواجی هستند که پس از امواج P و S به ایستگاه لرزه نگاری می رسند.
ویژگی منحصربه فرد امواج عشق این است که برای وجود آنها نیاز به یک لایه بندی در ساختار زمین است. به عبارت دیگر، آنها فقط در محیط هایی با حداقل یک لایه سطحی با سرعت موج برشی کمتر از لایه زیرین (همانند پوسته روی گوشته) تشکیل می شوند. این لایه بندی باعث می شود که موج با بازتاب های متوالی در لایه سطحی به دام بیفتد و به صورت یک موج سطحی منتشر شود. این ویژگی به امواج عشق خاصیت پاشندگی (وابستگی سرعت به فرکانس) می دهد که در مطالعه ساختار پوسته زمین بسیار ارزشمند است.
حرکت ذرات در امواج عشق کاملا افقی و عمود بر جهت انتشار است. یعنی اگر موج به سمت شمال حرکت کند، ذرات زمین به سمت شرق و غرب نوسان می کنند. این حرکت برشی افقی (SH) هیچ جابجایی قائم ایجاد نمی کند. به همین دلیل، امواج عشق برخلاف امواج ریلی، تغییر حجم یا ارتفاع در زمین ایجاد نمی کنند. اما همین حرکت برشی افقی می تواند برای پی های ساختمانی بسیار مخرب باشد، زیرا باعث اعمال نیروهای افقی شدید به سازه می شود.
در زلزله شناسی، امواج عشق معمولا دامنه ای بزرگ تر از امواج S دارند و همراه با امواج ریلی، بخش اصلی جنبش های شدید زمین را تشکیل می دهند. تحلیل طیفی این امواج (منحنی های پاشندگی) اطلاعات دقیقی درباره ضخامت لایه های رسوبی و سرعت امواج برشی در پوسته بالایی فراهم می کند. این اطلاعات برای پهنه بندی خطر زلزله و طراحی آیین نامه های ساختمانی حیاتی هستند.
از دیدگاه ریاضی، امواج عشق راه حل معادلات موج برای یک محیط لایه ای با شرایط مرزی در سطح و بین لایه ها هستند. میدان جابجایی فقط یک مؤلفه (عمود بر جهت انتشار) دارد و در لایه های مختلف به صورت ترکیبی از موج های ایستاده و رونده توصیف می شود. معادله پاشندگی امواج عشق یک معادله مثلثاتی-هذلولوی است که سرعت فاز را بر حسب ضخامت لایه، فرکانس و خواص مواد به دست می دهد.
کاربرد دیگر امواج عشق در مهندسی ژئوتکنیک و ژئوفیزیک اکتشافی است. با تولید امواج عشق مصنوعی (با استفاده از چکش یا ویبراتور) و اندازه گیری سرعت آنها، می توان پروفیل سرعت موج برشی لایه های زیرسطحی را به دست آورد. این روش (تجزیه و تحلیل پاشندگی امواج سطحی) جایگزین مناسبی برای حفاری های پرهزینه است و در پروژه های عمرانی بزرگ استفاده می شود.
