超(chao)聲波(bo)的波(bo)動(dong)特(te)性主要有以下幾點：

 1. 惠更斯原(yuan)理

  波(bo)(bo)源的(de)(de)(de)振動(dong)(dong)導致波(bo)(bo)動(dong)(dong)，波(bo)(bo)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)要(yao)靠質(zhi)(zhi)點(dian)間力的(de)(de)(de)作用。假設傳(chuan)播(bo)(bo)媒介(jie)是連續的(de)(de)(de)，那么一(yi)點(dian)的(de)(de)(de)振動(dong)(dong)都會擾動(dong)(dong)周邊各個點(dian)，因此在(zai)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)過程中任一(yi)振動(dong)(dong)點(dian)都被視為(wei)新的(de)(de)(de)波(bo)(bo)源。荷蘭物理學家克里斯(si)蒂(di)安·惠更斯(si)于1690年提(ti)出這(zhe)(zhe)一(yi)理論，總結(jie)為(wei)：介(jie)質(zhi)(zhi)中波(bo)(bo)動(dong)(dong)傳(chuan)播(bo)(bo)到的(de)(de)(de)各點(dian)都可以(yi)看作發射(she)子(zi)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)源，在(zai)其后的(de)(de)(de)任一(yi)時(shi)(shi)刻，這(zhe)(zhe)些子(zi)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)包跡就決定了新的(de)(de)(de)波(bo)(bo)陣面。基于惠更斯(si)原(yuan)理，只需某一(yi)時(shi)(shi)刻的(de)(de)(de)波(bo)(bo)陣面，就可以(yi)推(tui)算出波(bo)(bo)前(qian)的(de)(de)(de)幾(ji)何形狀以(yi)及波(bo)(bo)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)方向。如圖 2-7為(wei)惠更斯(si)原(yuan)理示意圖。

 2. 波的衍射

  衍射是指波(bo)繞(rao)過(guo)(guo)障礙(ai)(ai)物的(de)邊緣面而繼續向(xiang)(xiang)前傳播的(de)現象(xiang)，如圖2-8所(suo)示。在波(bo)的(de)傳播過(guo)(guo)程中(zhong)，當碰到與自身波(bo)長長度近似的(de)障礙(ai)(ai)時，能(neng)繞(rao)過(guo)(guo)其邊緣，改變方向(xiang)(xiang)繼續前進，所(suo)以又稱波(bo)的(de)繞(rao)射。圖所(suo)示為(wei)水面上波(bo)遇到小(xiao)孔徑障礙(ai)(ai)時的(de)衍射現象(xiang)示意圖。

  波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)衍(yan)射(she)(she)與小孔尺(chi)寸、波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)大小有關，當(dang)小孔的(de)尺(chi)寸大于(yu)(yu)(yu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)時(shi)，反射(she)(she)強(qiang)，認(ren)為近乎全反射(she)(she)。在(zai)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)大于(yu)(yu)(yu)小孔尺(chi)寸時(shi)，衍(yan)射(she)(she)效果(guo)(guo)清(qing)晰。在(zai)超聲(sheng)(sheng)探(tan)傷中，如果(guo)(guo)缺陷尺(chi)寸過于(yu)(yu)(yu)微小，遠(yuan)低于(yu)(yu)(yu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)，就(jiu)會因(yin)為衍(yan)射(she)(she)導致反射(she)(she)回波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)強(qiang)度較弱，缺陷回波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)很低的(de)情況，出現漏檢(jian)。因(yin)此通常認(ren)為超聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)探(tan)傷的(de)靈敏度大概(gai)為介(jie)質中聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)的(de)1/2。波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)衍(yan)射(she)(she)對超聲(sheng)(sheng)探(tan)傷而言，既(ji)有利(li)又有弊。由于(yu)(yu)(yu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)衍(yan)射(she)(she)，使超聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)能夠繞過晶(jing)粒繼續在(zai)介(jie)質中前進，是有利(li)于(yu)(yu)(yu)檢(jian)測的(de)，但(dan)同時(shi)由于(yu)(yu)(yu)衍(yan)射(she)(she)，使得些小缺陷回波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)不(bu)夠明顯，進而導致漏檢(jian)，是不(bu)利(li)于(yu)(yu)(yu)檢(jian)測的(de)。

 3. 波的(de)疊加(jia)

  當多個(ge)波(bo)(bo)在同一介質中(zhong)某(mou)處(chu)相遇時，此處(chu)的(de)(de)質點振動情況(kuang)是(shi)由這些波(bo)(bo)的(de)(de)相互疊加(jia)，該(gai)質點位移是(shi)這些波(bo)(bo)位移的(de)(de)矢量(liang)和。而這些波(bo)(bo)過后，繼續(xu)保持自身頻率、幅值、波(bo)(bo)長、傳(chuan)播方(fang)向等性質繼續(xu)前進(jin)，這就(jiu)是(shi)波(bo)(bo)的(de)(de)疊加(jia)性，又稱波(bo)(bo)的(de)(de)獨立性原理。比較常見(jian)的(de)(de)一種是(shi)向水中(zhong)投入兩個(ge)或(huo)以上石子，就(jiu)可以看到(dao)以石子為中(zhong)心產生的(de)(de)圓形水波(bo)(bo)在相遇處(chu)疊加(jia)，相遇后仍按(an)原來傳(chuan)播方(fang)向保持原來特性繼續(xu)傳(chuan)播。

 4. 波的干涉

  多列(lie)波(bo)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)在空(kong)間中某處時(shi)，其疊加的(de)(de)情(qing)形(xing)是較為復雜的(de)(de)，可(ke)以(yi)合成多波(bo)的(de)(de)干涉種形(xing)式的(de)(de)波(bo)動(dong)(dong)。最簡(jian)單的(de)(de)一種疊加就是兩列(lie)頻率相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同，振動(dong)(dong)方向相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同，相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)位差恒(heng)定(ding)的(de)(de)波(bo)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，介質中部(bu)分位置的(de)(de)振動(dong)(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互加強，而另一部(bu)分的(de)(de)振動(dong)(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互減弱甚至歸零的(de)(de)現象叫作波(bo)的(de)(de)干涉。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)干條(tiao)件(jian)是同頻率、同振動(dong)(dong)方向、恒(heng)定(ding)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)位差，對應(ying)的(de)(de)波(bo)稱(cheng)為相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)干波(bo)，對應(ying)的(de)(de)波(bo)源稱(cheng)為相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)干波(bo)源。

 5. 駐波

  駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)是(shi)(shi)干涉(she)現象(xiang)的(de)(de)特例。在振幅相(xiang)(xiang)同的(de)(de)情況下(xia)，兩列(lie)相(xiang)(xiang)干波(bo)(bo)(bo)(bo)在同一直(zhi)線上反向移動疊(die)加后的(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)，稱駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)腹(fu)和(he)波(bo)(bo)(bo)(bo)節位置(zhi)總是(shi)(shi)固定不變(bian)的(de)(de)，其相(xiang)(xiang)位也(ye)不隨(sui)位置(zhi)變(bian)化故駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)形是(shi)(shi)強弱相(xiang)(xiang)間(jian)的(de)(de)，并且不會隨(sui)著(zhu)時間(jian)變(bian)化，似乎永駐(zhu)不動，由(you)此(ci)得(de)名駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)中相(xiang)(xiang)鄰(lin)波(bo)(bo)(bo)(bo)腹(fu)或波(bo)(bo)(bo)(bo)節的(de)(de)距(ju)離(li)為(wei)λ/2，相(xiang)(xiang)鄰(lin)波(bo)(bo)(bo)(bo)敗與波(bo)(bo)(bo)(bo)節的(de)(de)距(ju)離(li)為(wei)λ/4。當(dang)待測(ce)件(jian)厚(hou)度為(wei)超聲波(bo)(bo)(bo)(bo)長的(de)(de)1/2或整數(shu)倍時，入射(she)波(bo)(bo)(bo)(bo)與底面反射(she)波(bo)(bo)(bo)(bo)同相(xiang)(xiang)，待測(ce)件(jian)內就會產(chan)生駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)，引起共(gong)振。基于駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)現象(xiang)，研(yan)究人員設計了共(gong)振式超聲波(bo)(bo)(bo)(bo)測(ce)厚(hou)儀，利用測(ce)得(de)的(de)(de)共(gong)振頻率來檢測(ce)各類(lei)材料的(de)(de)厚(hou)度。