散射波是指当界面凹凸不平时,若其凹凸部分的尺寸相对波长较大时发生的波反射,或者当其尺寸相对波长较小时发生的波散射。这种现象尤其在地震波进入介质异常区域时显著,即地震波经过散射障碍体后,会以无序的方式朝各个方向传播。
物理原理
散射波的产生源于物体表面的不平整。当入射波遇到这些不平整处,会发生反射或散射。具体而言,当散射障碍体的线度远小于入射波波长时,散射波会在所有方向上传播,且不会出现明显的阴影区域。这种情况下的散射波按照障碍体的几何形状规律性地形成相干或非相干的波列。另一方面,当散射障碍体的线度远大于入射波波长时,射线理论成为有效近似,散射波主要由边界上的反射波和折射波组成。而在散射障碍体的线度接近入射波波长的情况下,会出现大量的干涉效应,如地震射线的焦散现象以及各向异性介质中波的传播。
应用领域
散射波在多个领域都有重要应用。在地震学中,地震波入射至地球介质的速度异常区时,除了原有的平面波,还会产生各种散射波,包括反射波和折射波等。这些散射波从异常区沿着不同方向无序传播,形成了地震尾波的一种可能解释。此外,散射波还在雷达隐身技术中有重要应用,通过改变散射中心的回波方向,消除角反射体和多径镜面反射源,使得雷达信号在特定方向上的散射强度降至最低,达到隐身的效果。
参考资料
散射理论(2) 分波法.知乎专栏.2024-10-31
散射 Scattering Notes.简书.2024-10-31
同度物探地震散射方法用于注浆效果检测.新浪看点.2024-10-31