ANOMALOUS REFLECTION OF ULTRASONIC BEAMS AT THE INTERFACE OF A SOLID MEDIUM WITH ATTENUATION

Résumé
On examine la réflexion, sous incidence oblique, à la surface d'un milieu élastique solide présentant une atténuation, d'une onde sonore se propageant dans un liquide. On trouve des expressions générales du module et de la phase du coefficient de réflexion acoustique. On calcule, par la méthode de l'intégrale de Fourier, un champ du faisceau ultrasonore réfléchi. On montre que, pour les angles d'incidence qui correspondent a l'excitation d'ondes de Rayleigh à l'interface solide-liquide, on observe, outre un déplacement latéral du faisceau, une variation de l'intensité du faisceau réfléchi. Ces deux effets dépendent fortement du taux de perte d'énergie acoustique dans le milieu. Pour une atténuation supérieure à une certaine valeur critique (lorsque la composante active de l'impédance d'un milieu est égale à l'impédance du liquide) la réflexion est anormale, le déplacement disparaît pratiquement et l'on observe, au lieu du déplacement, une brusque diminution de l'intensité du faisceau réfléchi. On expose une comparaison des particularités de la réflexion d'un faisceau ultrasonore sur des milieux d'atténuations différentes, par la méthode de Toepler. Les données expérimentales sont en accord avec la théorie. Ces particularités peuvent être utilisées pour étudier les caractéristiques des ondes et des pseudo-ondes élastiques de surface sur des cristaux anisotropes.

Abstract
Reflection of an oblique incident sound wave in liquid at the interface of a solid elastic medium with attenuation is examined. General expressions for modulus and phase of acoustic reflection coefficient are found. A field of the reflected ultrasonic beam is computed by the Fourier-integral method. It is shown that for incident angles which correspond to the Rayleigh wave excitation at solid-liquid interface a change in intensity of the reflected beam is to be observed in addition to a sideways displacement of the beam. Both mentioned effects depend strongly on rate of acoustic energy loss in the medium. For attenuation exceeding some critical value (when active impedance constituent of a medium is equal to the liquid impedance) the reflection is anomalous, displacement practically vanishes and instead of a displacement an abrupt decrease of a reflected beam intensity takes place. Comparison of peculiarities of an ultrasonic beam reflection from media with different attenuation is demonstrated by Toepler shadow method. Experimental data are in accordance with the theory. These peculiarities can be used for studying characteristics of elastic surface and pseudosurface waves on anisotropic crystals.