Conversión de modo

La conversión de modo es la transformación de una onda en una interfaz en otros tipos de ondas ( modos ). ^{[ 1 ] [ 2 ]}

La conversión de modo ocurre cuando una onda encuentra una interfaz entre materiales de diferentes impedancias y el ángulo de incidencia no es normal a la interfaz. ^{[ 1 ]} Así, por ejemplo, si una onda longitudinal de un fluido (p. ej., agua o aire) incide sobre un sólido (p. ej., placa de acero), generalmente se refracta y se refleja en función del ángulo de incidencia, pero si parte de la energía provoca el movimiento de partículas en la dirección transversal, se genera una segunda onda transversal, que también puede refractarse y reflejarse. La ley de refracción de Snellius se puede formular como: ^{[ 1 ]}

${\displaystyle {\frac {\sin {\theta }_{1}}{{V}_{L1}}}={\frac {\sin {\theta }_{2}}{{V}_{L2}}}={\frac {\sin {\theta }_{3}}{{V}_{S1}}}={\frac {\sin {\theta }_{4}}{{V}_{S2}}}}$

Esto significa que la onda incidente se divide en dos tipos de onda diferentes en la interfaz. Si consideramos una onda incidente en la interfaz de dos sólidos diferentes (por ejemplo, aluminio y acero), el tipo de onda de la onda reflejada también se divide.

Además de estas conversiones de modo simples, una onda incidente también puede convertirse en ondas superficiales . Por ejemplo, si se irradia una onda longitudinal con un ángulo menor que el de reflexión total sobre una superficie límite, se reflejará totalmente, pero además se generará una onda superficial que se propaga a lo largo de la capa límite. De esta manera, la onda incidente se convierte en una onda longitudinal y una onda superficial reflejadas.

En general, las conversiones de modo no son procesos discretos, es decir, una parte de la energía incidente se convierte en diferentes tipos de ondas. Las amplitudes (factor de transmisión, factor de reflexión) de las ondas convertidas dependen del ángulo de incidencia. ^{[ 3 ]}

En sismología , una conversión de onda se refiere específicamente a la conversión entre ondas P y S en discontinuidades. ^{[ 4 ]} Las ondas de cuerpo se reflejan y refractan cuando chocan con una capa límite dentro de la Tierra. Aquí, las ondas P pueden convertirse en ondas S (onda PS) en las interfaces, así como viceversa (onda SP). ^{[ 5 ]} Aquí se aplica de forma análoga para una onda P incidente:

${\displaystyle {\frac {\sin {\theta }_{P1}}{{P}_{1}}}={\frac {\sin {\theta }_{P1}}{{PP}_{r}}}={\frac {\sin {\theta }_{P2}}{{PP}_{t}}}={\frac {\sin {\theta }_{S1}}{{PS}_{r}}}={\frac {\sin {\theta }_{S2}}{{PS}_{t}}}}$

El cambio en las amplitudes se puede describir con las ecuaciones de Zoeppritz .