超聲波(bo)的波(bo)動(dong)特性主要有(you)以下幾點：

 1. 惠更斯原理(li)

  波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)源的(de)(de)(de)振動(dong)導致波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)，波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)傳播(bo)要靠(kao)質點(dian)間力的(de)(de)(de)作(zuo)用。假設傳播(bo)媒介(jie)是(shi)連(lian)續的(de)(de)(de)，那么一點(dian)的(de)(de)(de)振動(dong)都會擾動(dong)周(zhou)邊各個點(dian)，因此(ci)在波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)傳播(bo)過程中任(ren)一振動(dong)點(dian)都被視為新(xin)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)源。荷蘭物理(li)學家(jia)克里斯蒂安·惠更(geng)斯于(yu)1690年提出這(zhe)一理(li)論，總結為：介(jie)質中波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)傳播(bo)到的(de)(de)(de)各點(dian)都可以看作(zuo)發射(she)子(zi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)源，在其(qi)后的(de)(de)(de)任(ren)一時刻，這(zhe)些子(zi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)包跡(ji)就決定了新(xin)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面。基(ji)于(yu)惠更(geng)斯原理(li)，只需某一時刻的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面，就可以推算出波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)前的(de)(de)(de)幾何形狀以及波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)傳播(bo)方(fang)向(xiang)。如圖 2-7為惠更(geng)斯原理(li)示意圖。

 2. 波的衍射

  衍射(she)是指(zhi)波(bo)繞(rao)過障(zhang)礙(ai)物的邊緣面而繼(ji)續向前(qian)傳(chuan)播的現(xian)(xian)象(xiang)，如圖2-8所(suo)示(shi)。在(zai)波(bo)的傳(chuan)播過程中，當碰到與自身波(bo)長(chang)長(chang)度(du)近似的障(zhang)礙(ai)時，能(neng)繞(rao)過其邊緣，改變方(fang)向繼(ji)續前(qian)進，所(suo)以又稱(cheng)波(bo)的繞(rao)射(she)。圖所(suo)示(shi)為水(shui)面上波(bo)遇到小孔(kong)徑(jing)障(zhang)礙(ai)時的衍射(she)現(xian)(xian)象(xiang)示(shi)意圖。

  波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)衍(yan)射(she)(she)與(yu)小孔(kong)尺寸、波(bo)(bo)(bo)長(chang)大小有(you)關，當小孔(kong)的(de)(de)尺寸大于(yu)(yu)(yu)波(bo)(bo)(bo)長(chang)時(shi)，反(fan)射(she)(she)強，認(ren)為(wei)近乎全反(fan)射(she)(she)。在(zai)波(bo)(bo)(bo)長(chang)大于(yu)(yu)(yu)小孔(kong)尺寸時(shi)，衍(yan)射(she)(she)效果(guo)(guo)清晰。在(zai)超聲(sheng)(sheng)(sheng)探(tan)傷中(zhong)(zhong)，如果(guo)(guo)缺陷(xian)尺寸過(guo)于(yu)(yu)(yu)微小，遠低于(yu)(yu)(yu)波(bo)(bo)(bo)長(chang)，就會因(yin)(yin)為(wei)衍(yan)射(she)(she)導(dao)(dao)致反(fan)射(she)(she)回(hui)波(bo)(bo)(bo)強度較弱，缺陷(xian)回(hui)波(bo)(bo)(bo)很低的(de)(de)情況，出(chu)現漏(lou)檢(jian)。因(yin)(yin)此通(tong)常認(ren)為(wei)超聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)探(tan)傷的(de)(de)靈敏度大概為(wei)介質中(zhong)(zhong)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)波(bo)(bo)(bo)長(chang)的(de)(de)1/2。波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)衍(yan)射(she)(she)對超聲(sheng)(sheng)(sheng)探(tan)傷而言，既有(you)利(li)(li)又有(you)弊。由于(yu)(yu)(yu)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)衍(yan)射(she)(she)，使超聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)能夠(gou)繞過(guo)晶(jing)粒繼續在(zai)介質中(zhong)(zhong)前進，是有(you)利(li)(li)于(yu)(yu)(yu)檢(jian)測的(de)(de)，但(dan)同時(shi)由于(yu)(yu)(yu)衍(yan)射(she)(she)，使得(de)些小缺陷(xian)回(hui)波(bo)(bo)(bo)不(bu)夠(gou)明顯，進而導(dao)(dao)致漏(lou)檢(jian)，是不(bu)利(li)(li)于(yu)(yu)(yu)檢(jian)測的(de)(de)。

 3. 波的(de)疊加

  當(dang)多(duo)個波(bo)(bo)在同(tong)一(yi)介質(zhi)中某(mou)處(chu)相(xiang)(xiang)遇時，此處(chu)的(de)質(zhi)點(dian)振(zhen)動情況是由這(zhe)(zhe)些(xie)波(bo)(bo)的(de)相(xiang)(xiang)互疊(die)加，該質(zhi)點(dian)位移(yi)是這(zhe)(zhe)些(xie)波(bo)(bo)位移(yi)的(de)矢量和。而這(zhe)(zhe)些(xie)波(bo)(bo)過后(hou)，繼續(xu)保持(chi)自(zi)身頻率、幅值(zhi)、波(bo)(bo)長、傳播(bo)方(fang)向(xiang)等(deng)性質(zhi)繼續(xu)前(qian)進，這(zhe)(zhe)就是波(bo)(bo)的(de)疊(die)加性，又稱波(bo)(bo)的(de)獨(du)立性原理。比較常(chang)見的(de)一(yi)種是向(xiang)水中投(tou)入兩個或以(yi)(yi)上(shang)石子，就可以(yi)(yi)看到以(yi)(yi)石子為中心產(chan)生的(de)圓形水波(bo)(bo)在相(xiang)(xiang)遇處(chu)疊(die)加，相(xiang)(xiang)遇后(hou)仍按原來(lai)(lai)傳播(bo)方(fang)向(xiang)保持(chi)原來(lai)(lai)特性繼續(xu)傳播(bo)。

 4. 波的干涉

  多列(lie)波(bo)(bo)相(xiang)(xiang)(xiang)遇在(zai)空間中(zhong)某處時(shi)，其疊(die)加(jia)的(de)(de)情形(xing)(xing)是較為(wei)復雜的(de)(de)，可以合成(cheng)多波(bo)(bo)的(de)(de)干(gan)涉種(zhong)形(xing)(xing)式的(de)(de)波(bo)(bo)動(dong)(dong)。最簡(jian)單的(de)(de)一(yi)種(zhong)疊(die)加(jia)就是兩列(lie)頻(pin)率相(xiang)(xiang)(xiang)同，振(zhen)動(dong)(dong)方向相(xiang)(xiang)(xiang)同，相(xiang)(xiang)(xiang)位差恒(heng)定的(de)(de)波(bo)(bo)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，介質中(zhong)部(bu)分位置的(de)(de)振(zhen)動(dong)(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)加(jia)強，而另一(yi)部(bu)分的(de)(de)振(zhen)動(dong)(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)減弱甚至歸零的(de)(de)現(xian)象叫作波(bo)(bo)的(de)(de)干(gan)涉。相(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)條件是同頻(pin)率、同振(zhen)動(dong)(dong)方向、恒(heng)定相(xiang)(xiang)(xiang)位差，對(dui)應的(de)(de)波(bo)(bo)稱為(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)波(bo)(bo)，對(dui)應的(de)(de)波(bo)(bo)源稱為(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)波(bo)(bo)源。

 5. 駐波

  駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)是干(gan)涉現象的特例。在振幅(fu)相(xiang)(xiang)同(tong)的情況下(xia)，兩列(lie)相(xiang)(xiang)干(gan)波(bo)(bo)(bo)(bo)在同(tong)一直線(xian)上反向移動疊加后的波(bo)(bo)(bo)(bo)，稱駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)的波(bo)(bo)(bo)(bo)腹(fu)和波(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)位(wei)(wei)置總(zong)是固定不變的，其相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)也不隨位(wei)(wei)置變化(hua)故駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)的波(bo)(bo)(bo)(bo)形是強弱相(xiang)(xiang)間的，并且不會(hui)隨著時間變化(hua)，似乎(hu)永(yong)駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)不動，由此得名駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)中相(xiang)(xiang)鄰波(bo)(bo)(bo)(bo)腹(fu)或波(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)的距(ju)離為λ/2，相(xiang)(xiang)鄰波(bo)(bo)(bo)(bo)敗與波(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)的距(ju)離為λ/4。當待(dai)測件厚度為超聲波(bo)(bo)(bo)(bo)長的1/2或整(zheng)數倍時，入射波(bo)(bo)(bo)(bo)與底(di)面反射波(bo)(bo)(bo)(bo)同(tong)相(xiang)(xiang)，待(dai)測件內(nei)就會(hui)產生駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)，引起共振。基于駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)現象，研究人員設計了共振式超聲波(bo)(bo)(bo)(bo)測厚儀(yi)，利用測得的共振頻(pin)率來檢(jian)測各類(lei)材料的厚度。