超(chao)聲波(bo)的波(bo)動特(te)性主要有(you)以下幾(ji)點：

 1. 惠更斯原理(li)

  波(bo)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)導致波(bo)動(dong)(dong)，波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)播要靠質(zhi)(zhi)點(dian)間力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用。假(jia)設傳(chuan)播媒介(jie)是連續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，那么一(yi)(yi)(yi)點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)都(dou)會擾動(dong)(dong)周邊各個點(dian)，因此在波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)播過程中(zhong)(zhong)任一(yi)(yi)(yi)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)點(dian)都(dou)被視(shi)為(wei)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)源(yuan)。荷蘭物理(li)學家克(ke)里(li)斯(si)(si)蒂(di)安(an)·惠(hui)更斯(si)(si)于1690年提出這一(yi)(yi)(yi)理(li)論，總結為(wei)：介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)波(bo)動(dong)(dong)傳(chuan)播到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各點(dian)都(dou)可(ke)以看作發(fa)射子波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)源(yuan)，在其后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)任一(yi)(yi)(yi)時刻(ke)，這些子波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)包跡就(jiu)決定了新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)陣面。基于惠(hui)更斯(si)(si)原(yuan)理(li)，只需某(mou)一(yi)(yi)(yi)時刻(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)陣面，就(jiu)可(ke)以推算出波(bo)前(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾何形狀以及波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)播方向。如圖 2-7為(wei)惠(hui)更斯(si)(si)原(yuan)理(li)示(shi)意圖。

 2. 波的衍射

  衍射是指(zhi)波繞過(guo)(guo)障(zhang)礙物的(de)邊緣(yuan)面而(er)繼(ji)續向前傳(chuan)播(bo)的(de)現象(xiang)，如圖(tu)2-8所示。在(zai)波的(de)傳(chuan)播(bo)過(guo)(guo)程中，當碰(peng)到與(yu)自身波長長度近似的(de)障(zhang)礙時，能繞過(guo)(guo)其邊緣(yuan)，改變方向繼(ji)續前進，所以又稱波的(de)繞射。圖(tu)所示為水面上波遇到小孔徑障(zhang)礙時的(de)衍射現象(xiang)示意圖(tu)。

  波(bo)的(de)衍射(she)(she)與(yu)小(xiao)孔尺(chi)寸(cun)(cun)、波(bo)長(chang)(chang)(chang)大(da)(da)小(xiao)有關，當小(xiao)孔的(de)尺(chi)寸(cun)(cun)大(da)(da)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)波(bo)長(chang)(chang)(chang)時，反射(she)(she)強，認(ren)為近(jin)乎(hu)全反射(she)(she)。在(zai)波(bo)長(chang)(chang)(chang)大(da)(da)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)小(xiao)孔尺(chi)寸(cun)(cun)時，衍射(she)(she)效果(guo)清晰。在(zai)超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)探(tan)傷(shang)中，如果(guo)缺(que)陷尺(chi)寸(cun)(cun)過于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)微(wei)小(xiao)，遠(yuan)低(di)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)波(bo)長(chang)(chang)(chang)，就會因為衍射(she)(she)導致反射(she)(she)回(hui)波(bo)強度(du)較弱，缺(que)陷回(hui)波(bo)很低(di)的(de)情況(kuang)，出現漏檢(jian)。因此通常(chang)認(ren)為超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)探(tan)傷(shang)的(de)靈敏度(du)大(da)(da)概為介質(zhi)中聲(sheng)(sheng)波(bo)波(bo)長(chang)(chang)(chang)的(de)1/2。波(bo)的(de)衍射(she)(she)對超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)探(tan)傷(shang)而言，既(ji)有利(li)(li)又(you)有弊(bi)。由(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)波(bo)的(de)衍射(she)(she)，使超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)能(neng)夠繞過晶粒繼續(xu)在(zai)介質(zhi)中前進，是有利(li)(li)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)檢(jian)測的(de)，但(dan)同時由(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)衍射(she)(she)，使得些小(xiao)缺(que)陷回(hui)波(bo)不夠明顯，進而導致漏檢(jian)，是不利(li)(li)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)檢(jian)測的(de)。

 3. 波(bo)的疊(die)加(jia)

  當多個波(bo)(bo)在同一介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)某(mou)處相(xiang)遇(yu)(yu)時，此處的(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)點振(zhen)動情況是(shi)由這些(xie)波(bo)(bo)的(de)(de)相(xiang)互疊(die)加(jia)，該質(zhi)(zhi)(zhi)點位(wei)移(yi)是(shi)這些(xie)波(bo)(bo)位(wei)移(yi)的(de)(de)矢量和。而這些(xie)波(bo)(bo)過后，繼續(xu)保持(chi)自身頻率、幅值、波(bo)(bo)長、傳(chuan)播方(fang)向(xiang)(xiang)等性質(zhi)(zhi)(zhi)繼續(xu)前進，這就(jiu)是(shi)波(bo)(bo)的(de)(de)疊(die)加(jia)性，又稱波(bo)(bo)的(de)(de)獨(du)立(li)性原理。比較(jiao)常見的(de)(de)一種是(shi)向(xiang)(xiang)水(shui)中(zhong)投入(ru)兩個或以上石(shi)子(zi)，就(jiu)可以看到(dao)以石(shi)子(zi)為中(zhong)心(xin)產生的(de)(de)圓形(xing)水(shui)波(bo)(bo)在相(xiang)遇(yu)(yu)處疊(die)加(jia)，相(xiang)遇(yu)(yu)后仍按原來傳(chuan)播方(fang)向(xiang)(xiang)保持(chi)原來特性繼續(xu)傳(chuan)播。

 4. 波的干(gan)涉

  多列波相(xiang)(xiang)(xiang)遇在空(kong)間中某(mou)處時，其疊加(jia)的(de)(de)(de)情形是(shi)較(jiao)為(wei)復雜(za)的(de)(de)(de)，可(ke)以合成(cheng)多波的(de)(de)(de)干(gan)涉種形式的(de)(de)(de)波動。最簡單(dan)的(de)(de)(de)一種疊加(jia)就是(shi)兩列頻率相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)(tong)，振動方向相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)(tong)，相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)差(cha)恒定的(de)(de)(de)波相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，介質中部分位(wei)置的(de)(de)(de)振動相(xiang)(xiang)(xiang)互加(jia)強，而(er)另一部分的(de)(de)(de)振動相(xiang)(xiang)(xiang)互減弱(ruo)甚至歸零的(de)(de)(de)現象叫(jiao)作波的(de)(de)(de)干(gan)涉。相(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)條(tiao)件(jian)是(shi)同(tong)(tong)頻率、同(tong)(tong)振動方向、恒定相(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)差(cha)，對(dui)應的(de)(de)(de)波稱(cheng)為(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)波，對(dui)應的(de)(de)(de)波源稱(cheng)為(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)波源。

 5. 駐(zhu)波

  駐(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)是(shi)干涉現象的(de)特(te)例。在振(zhen)幅相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)情況下，兩列相(xiang)(xiang)干波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)在同(tong)一直(zhi)線上反(fan)(fan)向移動(dong)疊加后的(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)，稱駐(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)腹和(he)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)節位(wei)置總是(shi)固定不變的(de)，其相(xiang)(xiang)位(wei)也不隨位(wei)置變化故駐(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)形(xing)是(shi)強(qiang)弱相(xiang)(xiang)間(jian)的(de)，并且不會隨著時(shi)間(jian)變化，似乎永(yong)駐(zhu)(zhu)(zhu)不動(dong)，由(you)此得名駐(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)中相(xiang)(xiang)鄰波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)腹或波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)節的(de)距離(li)為(wei)(wei)λ/2，相(xiang)(xiang)鄰波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)敗與波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)節的(de)距離(li)為(wei)(wei)λ/4。當(dang)待測(ce)件厚度為(wei)(wei)超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長的(de)1/2或整(zheng)數倍時(shi)，入射波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)與底面(mian)反(fan)(fan)射波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)同(tong)相(xiang)(xiang)，待測(ce)件內就會產生(sheng)駐(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)，引起共(gong)振(zhen)。基于駐(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)現象，研究(jiu)人員設計(ji)了共(gong)振(zhen)式超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)測(ce)厚儀，利(li)用(yong)測(ce)得的(de)共(gong)振(zhen)頻率(lv)來檢測(ce)各(ge)類材料的(de)厚度。