Jelaskan Karakteristik dari Gelombang Rayleigh

Gelombang Rayleigh adalah salah satu jenis gelombang permukaan yang merambat di dekat permukaan benda padat. Gelombang Rayleigh terdiri dari baik gerakan longitudinal maupun transversal yang amplitudonya berkurang secara eksponen seiring bertambahnya jarak permukaan. Terdapat perbedaan fase di antara kedua komponen gerak ini.

Keberadaan gelombang Rayleigh diprediksi pada 1885 oleh Lord Rayleigh, yang dinamai setelahnya. Pada benda padat isotropis, gelombang ini menyebabkan partikel permukaan bergerak dalam lintasan elips pada bidang normal terhadap permukaan dan paralel terhadap arah rambat (sumbu utama elips mengarah vertikal). Pada permukaan dan kedalaman dangkal, partikel bergerak mundur, yaitu gerak partikel dalam bidang berlawanan arah jarum jam ketika gelombang merambat dari kiri ke kanan. Pada kedalaman yang lebih besar, gerak partikel menjadi maju. Lebih lanjut, amplitudo gerakan meluruh dan eksentrisitas berubah seiring bertambahnya kedalaman partikel material. Kedalaman perpindahan signifikan pada benda padat diperkirakan sama dengan panjang gelombang akustik. Gelombang Rayleigh dibedakan dari jenis gelombang akustik permukaan atau terpandu lain seperti gelombang Love atau gelombang Lamb, yaitu keduanya merupakan jenis gelombang terpandu yang didukung oleh sebuah lapisan, serta berbeda dengan gelombang longitudinal dan geser, yaitu kedua gelombang tersebut merambat sebagai gelombang ruah.

Gelombang Rayleigh memiliki kecepatan sedikit lebih rendah dari gelombang geser, bergantung pada faktor konstanta elastik material. Kecepatan gelombang Rayleigh tipikal pada logam adalah sebesar 2–5 km/s, dan kecepatan gelombang Rayleigh tipikal pada tanah adalah sebesar 50–300 m/s untuk gelombang dangkan dengan kedalaman kurang dari 100 meter dan 1,5–4 km/s pada kedalaman lebih besar dari 1 km. Karena gelombang Rayleigh terkekang di dekat permukaan, amplitudo gerakan dalam bidang ketika dibangkitkan oleh sumber titik meluruh mengikuti faktor , dengan  merupakan jarak radial. Sehingga gelombang permukaan meluruh lebih lambat terhadap jarak dibandingkan gelombang ruah yang menyebar dalam tiga dimensi dari sumber titik. Peluruhan yang lambat ini menjadi salah satu alasan mengapa seismolog secara khusus tertarik pada gelombang ini. Gelombang Rayleigh dapat mengelilingi dunia beberapa kali setelah gempa bumi besar dan tetap terukur besar. Terdapat perbedaan perilaku (kecepatan, perpindahan, lintasan gerak partikel, dan tegangan) gelombang permukaan Rayleigh antara rasio Poisson positif dan negatif.

Di dalam seismologi, gelombang Rayleigh (disebut "gulungan tanah") merupakan jenis gelombang permukaan yang paling penting, dan dapat dihasilkan (selain gempa bumi), sebagai contoh, oleh gelombang laut, ledakan, kereta dan kendaraan darat, atau tumbukan palu godam.