Song Rayleigh la mot loai song be mat di chuyen tren be mat cua chat ran. Chung co the đuoc tao ra trong cac chat lieu bang nhieu cach, chang han nhu bang tac đong hoac boi truyen ap đien, va thuong đuoc su dung trong kiem tra khong pha huy cho viec xac đich sai sot. Chung la mot phan cua song đia chan đuoc tao ra tren trai Đat boi đong đat. Khi di chuyen trong cac lop đa chung đuoc goi la song lamb, song Rayleigh-Lamb, hoac song Rayleigh tong quat. Trong tieng Anh nganh đia vat ly tham do, song Rayleigh con đuoc goi la "ground roll" (cuon mat đat).


Đac điem Song Rayleigh la mot loai song be mat di chuyen gan be mat cua chat ran. Song Rayleigh bao gom ca chuyen đong doc va ngang co bien đo giam theo cap so nhan khi khoang cach di chuyen tang len. Co chenh lech pha giua cac thanh phan cua chuyen đong.
Su ton tai cua song Rayleigh đa đuoc du đoan trong nam 1885 boi Nam tuoc Rayleigh thu 3, sau đo, no đuoc đat ten theo ten ong. O chat ran đang huong song nay lam cho cac hat o be ma di chuyen theo hinh elip trong mat phang vuong goc voi be mat va song song voi huong lan truyen – truc chinh cua hinh elip la doc. O be mat va gan be mat chuyen đong nay la nguoc, đo la chuyen đong cua hat tren ve mat nguoc chieu kim đong ho khi song di chuyen tu trai sang phai. O đo sau lon hon hat chuyen đong tro nen thuan, cung chieu di chuyen cua song. Ngoai ra, bien đo chuyen đong giam dan va đo lech tam thay đoi khi đo sau tang. Đo sau cua su di chuyen lon trong chat ran xap xi bang buoc song am thanh. Song Rayleigh khac voi cac loai song mat hoac song am thanh khac nhu song Love va song lamb.
Song Rayleigh co toc đo thap hon mot chut so voi song cat boi mot yeu to phu thuoc vao hang so đan hoi cua cac chat lieu. Toc đo đien hinh cua song Rayleigh trong kim loai la khoang 2–5 km/s, va van toc đien hinh o mat đat la 50–300 m/s. Voi vat lieu đan hoi tuyen tinh co ti le Poisson duong (
  
    
      
        ν
        >
        0
      
    
    {\displaystyle \nu >0}
  
), toc đo song Rayleigh co the đuoc uoc luong boi cong thuc: 
  
    
      
        
          c
          
            R
          
        
        
          /
        
        
          c
          
            S
          
        
        =
        
          
            
              0.862
              +
              1.14
              ν
            
            
              1
              +
              ν
            
          
        
      
    
    {\displaystyle c_{R}/c_{S}={\frac {0.862+1.14\nu }{1+\nu }}}
  
. Vi song Rayleigh bi gioi han o be mat, bien đo tai be mat khi đuoc tao ra boi mot điem nguon phan ra vo ti le 
  
    
      
    
    {\displaystyle }
  
 
  
    
      
    
    {\displaystyle }
  
 la khoang cach xuyen tam. Song be mat do đo phan ra theo khoang cach cham hon so voi song khoi, song ma truyen đi 3 chieu tu nguon. Su phan ra cham nay la đieu cac nha đia chan hoc đac biet quan tam; Song Rayleigh co the di vong quanh đia cau nhieu lan sau mot tran đong đat lon ma van con đo đuoc kha lon.
Trong đia chan hoc, song Rayleigh la song mat quan trong nhat, va co the đuoc tao ra boi (ngoai đong đat), vi du, song bien, nhung vu no, tau va cac phuong tien giao thong, hoac tac đong cua mot cai bua.


= Su phan tan song Rayleigh =

Trong moi truong đan hoi đong đang tuyen tinh mo ta boi he so Lame 
  
    
      
        λ
      
    
    {\displaystyle \lambda }
  
 va 
  
    
      
        μ
      
    
    {\displaystyle \mu }
  
 co mot toc đo la nghiem cua phuong trinh

  
    
      
        
          ζ
          
            3
          
        
        −
        8
        
          ζ
          
            2
          
        
        +
        8
        ζ
        (
        3
        −
        2
        η
        )
        −
        16
        (
        1
        −
        η
        )
        =
        0
        ,
      
    
    {\displaystyle \zeta ^{3}-8\zeta ^{2}+8\zeta (3-2\eta )-16(1-\eta )=0,}
  

voi 
  
    
      
        ζ
        =
        
          ω
          
            2
          
        
        
          /
        
        
          k
          
            2
          
        
        
          β
          
            2
          
        
      
    
    {\displaystyle \zeta =\omega ^{2}/k^{2}\beta ^{2}}
  
, 
  
    
      
        η
        =
        
          β
          
            2
          
        
        
          /
        
        
          α
          
            2
          
        
      
    
    {\displaystyle \eta =\beta ^{2}/\alpha ^{2}}
  
, 
  
    
      
        ρ
        
          α
          
            2
          
        
        =
        λ
        +
        2
        μ
      
    
    {\displaystyle \rho \alpha ^{2}=\lambda +2\mu }
  
, va 
  
    
      
        ρ
        
          β
          
            2
          
        
        =
        μ
      
    
    {\displaystyle \rho \beta ^{2}=\mu }
  
.  VI phuong trinh nay khong co kich thuoc đong bo, gioi han bien lam cho song Rayleigh khong phan tan.
Mot truong hop đac biet la chat ran Poisson, ma  
  
    
      
        λ
        =
        μ
      
    
    {\displaystyle \lambda =\mu }
  
 
  
    
      
        ω
        
          /
        
        k
        =
        β
        
          
            0.8453
          
        
      
    
    {\displaystyle \omega /k=\beta {\sqrt {0.8453}}}
  
.
Hang so đan hoi thuong thay đoi voi đo sau, do su thay đoi tinh chat cua moi truong. Đieu nay co nghia la van toc cua song Rayleigh trong thuc te tro nen phu thuoc vao cac buoc song (va do đo ca tan so), mot hien tuong đuoc goi la phan tan. Song bi anh huong boi phan tan co hinh dang di chuyen khac nhau. Song Rayleigh o chat ran đan hoi đong nhat khong co phan tan, nhu đa noi o tren. Tuy nhien, neu mot vat ran hoac cau truc co khoi luong rieng hay van toc am thanh thay đoi theo chieu sau, song Rayleigh tro thanh phan tan. Mot vi du la song Rayleigh tren be mat trai Đat: nhung song co tan so cao đi cham hon so voi nhung song co tan so thap hon. Đieu nay xay ra vi song Rayleigh tan so thap co buoc song tuong đoi dai. Su dich chuyen cua buoc song dai đi vao sau hon trong Trai Đat so voi buoc song ngan. Vi toc đo cua song trong trai Đat tang tang chieu sau, nhung song co buoc song dai (tan so thap) co the đi nhanh hon song co buoc song ngan (tan so cao). Song Rayleigh vi vay thuong xuat hien o man hinh đia chan ke o cac tram thu thap du lieu xa hon. Cung co the quan sat song Rayleigh phan tan trong nhung tam mong hay nhieu lop cau truc.


Song Rayleigh trong thi nghiem khong pha huy Song Rayleigh đuoc su dung rong rai trong viec xac đinh đac điem cac moi truong, đe tim hieu cac đac điem co hoc va cau truc cua vat thi nghiem - vi du nhu xac đinh su xuat hien cua mo đun gay hoac cat. Đieu nay giong voi cac song mat khac. Song Rayleigh su dung cho muc đich nay co tan so trong pham vi sieu am.
Song Rayleigh đuoc su dung o cac quy mo đo dai khac nhau va co the de dang đuoc tao ra hoac xac đinh tren be mat vat ran. Vi no bi gioi han o đo sau nhat đinh (~ buoc song) phu thuoc vao tan so cua song, tan so khac nhau co the đuoc su dung cho thi nghiem co quy mo đo dai khac nhau.


Song Rayleigh trong cac thiet bi đien tu Song Rayleigh tuyen truyen o tan so sieu am (10-1000 MHz) đuoc su dung rong rai trong cac thiet bi đien tu khac nhau. Ngoai song Rayleigh, mot so loai khac cua song mat am thanh, vi du nhu song Love, cung đuoc dung cho muc đich nay. Vi du cac thiet bi đien tu su dung song Rayleigh la bo loc, thiet bi cong huong, dao đong, bo cam bien ap suat nhiet đo v.v. Hoat đong cua cac thiet bi song mat am thanh cac dua tren su chuyen đoi cua ban đau cua tin hieu đien thanh mot lan song be mat đo, sau khi đat đuoc thay đoi quang pho can thiet cua ban đau đien tin hieu nhu la mot ket qua cua tuong tac voi cac loai be mat khong đong nhat khac nhau, roi chuyen tro lai voi tin hieu bi thay đoi. Su chuyen đoi cua ban đau đien luong thanh co nang (duoi dang song mat am thanh) va quay lai đuoc thuc hien thong qua viec su dung ap đien cho ca viec tao ra va di chuyen song Rayleigh.


Song Rayleigh trong đia vat ly = Song Rayleigh tu đong đat =
Vi song Rayleigh la song be mat, bien đo cua so cac song đuoc tao ra boi mot tran đong đat thuong giam theo cap so nhan voi đo sau cua tam chan (focus). Tuy nhien, tran đong đat lon co the tao ra song Rayleigh di chuyen vong quanh trai Đat nhieu lan truoc khi phan huy.
Trong đia chan hoc song doc va song cat đuoc goi la song P va song S lan luot, va đuoc goi la song khoi. Song Rayleigh đuoc tao ra boi su tuong tac cua song P va song S o be mat cua Trai Đat, va di chuyen voi mot toc đo thap hon song P, S, Love. Song Rayleigh phat ra ben ngoai tu tam chan cua mot tran đong đat di chuyen theo be mat cua Trai Đat, vao khoang 10 lan toc đo am thanh trong khong khi (0,340 km/s), la ~3 km/s.
Do toc đo cua chung cao hon, song P va S đuoc tao ra boi mot tran đong đat đen noi truoc cac song mat. Tuy nhien, su di chuyen cua hat trong song mat lon hon song khoi, vay nen song mat song co xu huong gay nhieu thiet hai. Trong truong hop cua song Rayleigh, chuyen đong xay ra mot cach tu nhien, giong nhu mot song bien. Cuong đo rung lac cua song Rayleigh tai mot vi tri cu the phu thuoc vao nhieu yeu to:

Kich thuoc cua tran đong đat.
Khoang cach đen tran đong đat.
Chieu sau cua tran đong đat.
Cau truc đia chat cua lop vo.
Tam chan
Huong đut gay cua đong đat.
Cau truc đia chat đia phuong co the phuc vu xac đinh hoac lam mo song Rayleigh, dan đen khac biet ro ret trong su rung lac o khoang cach ngan.


= Song Rayleigh o đia chan hoc =
Song Rayleigh tan so thap đuoc tao ra trong đong đat đang đuoc su dung trong đia chan hoc đe mo ta cau truc ben trong Trai Đat.
Trong pham vi trung binh, song Rayleigh đuoc su dung trong đia vat ly, va đia chat cong trinh cho cac đac tinh cua dau mo. Nhung ung dung đuoc dua tren nhung hinh dang phan tan cua song Rayleigh va ket qua cua phan tich dua tren du lieu thu đuoc tu rung đong be mat (vi du dung bua, tran no nho, tha vat nang) hoac tu đia chan nho. Song Rayleigh rat quan trong cho viec quan ly tieng on vi giao thong tao ra rung đong mat đat.


Bieu hien khac = Đong vat =
Song Rayleigh co tan so thap (< 20 Hz) khong nghe đuoc, nhung chung co the đuoc phat hien boi rat nhieu loai đong vat co vu, loai chim, con trung va nhen nen con nguoi co the phat hien ra song Rayleigh qua mot so day than kinh, nhung thuong con nguoi khong co nhan biet ro rang ve tin hieu. Mot so loai đong vat co ve su dung song Rayleigh đe giao tiep. Đac biet, mot so nha sinh hoc đua ra gia thuyet voi co the su dung tieng rong đe tao ra song Rayleigh. Vi song Rayleigh phan ra cham, thuong co the xac đinh đuoc no sau khi no đa di chuyen mot đoan dai. Luu y rang song Rayleigh nay co tan so lon hon nhieu song Rayleigh o đong đat.
Sau Đong đat An Đo Duong nam 2004, mot so nguoi co suy đoan rang song Rayleigh co muc đich canh bao đong vat tim nhung cho cao rao hon, cho phep chung thoat khoi tran song than xay ra sau đo. Tai thoi điem nay, bang chung cho đieu nay chu yeu la giai thoai. Con co the kha nang canh bao som cua đong vat la do su cam nham song ha am trong khong khi.


Xem them Song am be mat
Đia chan hoc
Song doc
Song S
Song P
Song Love
Đan hoi tuyen tinh
Tap hop


Ghi chu Đoc them Viktorov, I.A. (2013) "Rayleigh and Lamb Waves: Physical Theory and Applications", Springer; Reprint of the original 1st 1967 edition by Plenum Press, New York. VA 978-1489956835.
Aki, K. and Richards, P. G. (2002). Quantitative Seismology (2nd ed.). Sach Đai Hoc Khoa Hoc. VA 0-935702-96-2.
Fowler, C. M. R. (1990). Trai Đat Ran. Cambridge, ANH: Đai hoc Cambridge. VA 0-521-38590-3.
Lai, C.G., Wilmanski, K. (Eds.) (2005). Surface Waves in Geomechanics: Direct and Inverse Modelling for Soils and Rocks" Series: CISM International Centre for Mechanical Sciences, Number 481, Springer, Wien, ISBN 978-3-211-27740-9
Y. Rau O. B. Wright, O. Me, M. Takigahira, Y. Tanaka, S. Tamura va V. E. Gusev", Xem nhung gon song tren tinh the", Cau. Rev. Qua Chan Trai... 88, 185504 (nam 2002)


Lien ket ngoai Thoi gian thuc hinh anh cua song xac đinh