超聲波的波動特性(xing)主要有(you)以下(xia)幾(ji)點：

 1. 惠更斯原(yuan)理

  波(bo)(bo)源(yuan)的(de)振動導致波(bo)(bo)動，波(bo)(bo)的(de)傳播要靠質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)(dian)間力的(de)作用(yong)。假設傳播媒介是連續的(de)，那么一(yi)點(dian)(dian)(dian)的(de)振動都會擾(rao)動周邊各個點(dian)(dian)(dian)，因此在波(bo)(bo)的(de)傳播過(guo)程中任一(yi)振動點(dian)(dian)(dian)都被視為(wei)新(xin)的(de)波(bo)(bo)源(yuan)。荷蘭(lan)物理(li)(li)學(xue)家克(ke)里(li)斯(si)蒂安·惠(hui)更(geng)斯(si)于1690年提出這(zhe)(zhe)一(yi)理(li)(li)論，總(zong)結為(wei)：介質(zhi)(zhi)中波(bo)(bo)動傳播到的(de)各點(dian)(dian)(dian)都可(ke)以(yi)看作發射子(zi)波(bo)(bo)的(de)波(bo)(bo)源(yuan)，在其后的(de)任一(yi)時刻，這(zhe)(zhe)些子(zi)波(bo)(bo)的(de)包跡就(jiu)決定(ding)了新(xin)的(de)波(bo)(bo)陣(zhen)面。基(ji)于惠(hui)更(geng)斯(si)原理(li)(li)，只(zhi)需某一(yi)時刻的(de)波(bo)(bo)陣(zhen)面，就(jiu)可(ke)以(yi)推(tui)算(suan)出波(bo)(bo)前(qian)的(de)幾(ji)何形狀以(yi)及波(bo)(bo)的(de)傳播方向。如圖 2-7為(wei)惠(hui)更(geng)斯(si)原理(li)(li)示意圖。

 2. 波的衍射(she)

  衍(yan)射是(shi)指波(bo)(bo)繞(rao)過(guo)障(zhang)礙物的(de)邊緣面而繼續向前(qian)傳(chuan)播的(de)現(xian)(xian)象，如圖2-8所(suo)示。在波(bo)(bo)的(de)傳(chuan)播過(guo)程中，當碰到與自身波(bo)(bo)長長度(du)近(jin)似(si)的(de)障(zhang)礙時，能繞(rao)過(guo)其邊緣，改(gai)變方(fang)向繼續前(qian)進，所(suo)以又稱波(bo)(bo)的(de)繞(rao)射。圖所(suo)示為水(shui)面上波(bo)(bo)遇到小孔徑障(zhang)礙時的(de)衍(yan)射現(xian)(xian)象示意(yi)圖。

  波(bo)(bo)的(de)(de)衍(yan)射(she)(she)(she)與(yu)小(xiao)孔尺寸(cun)(cun)、波(bo)(bo)長大小(xiao)有(you)關，當小(xiao)孔的(de)(de)尺寸(cun)(cun)大于(yu)波(bo)(bo)長時(shi)(shi)，反射(she)(she)(she)強，認(ren)為(wei)近乎全反射(she)(she)(she)。在波(bo)(bo)長大于(yu)小(xiao)孔尺寸(cun)(cun)時(shi)(shi)，衍(yan)射(she)(she)(she)效果清晰。在超(chao)(chao)聲(sheng)探(tan)傷中，如果缺陷(xian)尺寸(cun)(cun)過(guo)于(yu)微(wei)小(xiao)，遠低于(yu)波(bo)(bo)長，就會(hui)因(yin)為(wei)衍(yan)射(she)(she)(she)導致反射(she)(she)(she)回(hui)波(bo)(bo)強度(du)較弱，缺陷(xian)回(hui)波(bo)(bo)很低的(de)(de)情(qing)況，出現漏檢。因(yin)此通常認(ren)為(wei)超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)探(tan)傷的(de)(de)靈敏度(du)大概為(wei)介質(zhi)中聲(sheng)波(bo)(bo)波(bo)(bo)長的(de)(de)1/2。波(bo)(bo)的(de)(de)衍(yan)射(she)(she)(she)對超(chao)(chao)聲(sheng)探(tan)傷而(er)言(yan)，既有(you)利又有(you)弊。由(you)于(yu)波(bo)(bo)的(de)(de)衍(yan)射(she)(she)(she)，使(shi)超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)能夠(gou)繞過(guo)晶粒繼續(xu)在介質(zhi)中前進，是(shi)有(you)利于(yu)檢測(ce)的(de)(de)，但同時(shi)(shi)由(you)于(yu)衍(yan)射(she)(she)(she)，使(shi)得些小(xiao)缺陷(xian)回(hui)波(bo)(bo)不(bu)夠(gou)明顯，進而(er)導致漏檢，是(shi)不(bu)利于(yu)檢測(ce)的(de)(de)。

 3. 波(bo)的(de)疊(die)加

  當多個(ge)波(bo)在(zai)同一介質(zhi)中(zhong)某處相遇時，此(ci)處的(de)質(zhi)點振動情(qing)況是(shi)由這(zhe)些(xie)波(bo)的(de)相互疊(die)(die)加，該質(zhi)點位移是(shi)這(zhe)些(xie)波(bo)位移的(de)矢量和。而(er)這(zhe)些(xie)波(bo)過后，繼續(xu)保持自身頻率、幅值、波(bo)長、傳(chuan)播(bo)方向等(deng)性(xing)質(zhi)繼續(xu)前(qian)進，這(zhe)就(jiu)是(shi)波(bo)的(de)疊(die)(die)加性(xing)，又稱波(bo)的(de)獨立(li)性(xing)原(yuan)(yuan)理。比較常見的(de)一種是(shi)向水中(zhong)投入兩個(ge)或以(yi)上石(shi)子，就(jiu)可以(yi)看到以(yi)石(shi)子為中(zhong)心產生的(de)圓(yuan)形水波(bo)在(zai)相遇處疊(die)(die)加，相遇后仍按原(yuan)(yuan)來傳(chuan)播(bo)方向保持原(yuan)(yuan)來特性(xing)繼續(xu)傳(chuan)播(bo)。

 4. 波的干(gan)涉

  多列波(bo)(bo)相遇(yu)在空間中(zhong)某處時，其疊加(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情形是較為復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，可以(yi)合成(cheng)多波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)涉種形式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)動(dong)(dong)。最簡單的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種疊加(jia)就是兩列頻率相同，振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方向相同，相位(wei)差恒(heng)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)相遇(yu)時，介質中(zhong)部分位(wei)置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)相互加(jia)強，而另一(yi)部分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)相互減(jian)弱甚至歸零(ling)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象叫作波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)涉。相干(gan)條(tiao)件是同頻率、同振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方向、恒(heng)定(ding)相位(wei)差，對(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)稱(cheng)為相干(gan)波(bo)(bo)，對(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)源稱(cheng)為相干(gan)波(bo)(bo)源。

 5. 駐波(bo)

  駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)是干涉現(xian)象的(de)(de)(de)特例。在(zai)振(zhen)幅相同的(de)(de)(de)情況下，兩列相干波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)在(zai)同一直線上反向移動疊加后的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)，稱駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)腹和波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)位(wei)置(zhi)總是固定不變(bian)的(de)(de)(de)，其(qi)相位(wei)也不隨位(wei)置(zhi)變(bian)化故駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)形(xing)是強弱相間(jian)的(de)(de)(de)，并(bing)且不會隨著時間(jian)變(bian)化，似乎永駐(zhu)(zhu)不動，由此得名駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)中相鄰波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)腹或波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)的(de)(de)(de)距(ju)離(li)為(wei)(wei)λ/2，相鄰波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)敗(bai)與波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)的(de)(de)(de)距(ju)離(li)為(wei)(wei)λ/4。當待測(ce)(ce)件(jian)厚度為(wei)(wei)超聲波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長的(de)(de)(de)1/2或整數倍(bei)時，入(ru)射波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)與底面反射波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)同相，待測(ce)(ce)件(jian)內就會產生駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)，引起共振(zhen)。基于駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)現(xian)象，研究(jiu)人(ren)員設計了共振(zhen)式超聲波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)測(ce)(ce)厚儀，利(li)用測(ce)(ce)得的(de)(de)(de)共振(zhen)頻率來檢測(ce)(ce)各(ge)類材料的(de)(de)(de)厚度。