超聲波的波動特性主要有(you)以下幾點：

 1. 惠更斯原理

  波(bo)源(yuan)(yuan)的(de)振動導致(zhi)波(bo)動，波(bo)的(de)傳(chuan)播要靠質(zhi)點(dian)(dian)(dian)間力的(de)作用。假設傳(chuan)播媒介是連續的(de)，那么一點(dian)(dian)(dian)的(de)振動都會擾動周邊各個(ge)點(dian)(dian)(dian)，因此在波(bo)的(de)傳(chuan)播過程中(zhong)任一振動點(dian)(dian)(dian)都被視(shi)為新的(de)波(bo)源(yuan)(yuan)。荷蘭物(wu)理(li)學家克里(li)斯蒂安·惠更(geng)(geng)斯于1690年(nian)提(ti)出這(zhe)一理(li)論，總(zong)結為：介質(zhi)中(zhong)波(bo)動傳(chuan)播到的(de)各點(dian)(dian)(dian)都可(ke)以看(kan)作發(fa)射子波(bo)的(de)波(bo)源(yuan)(yuan)，在其后的(de)任一時刻，這(zhe)些子波(bo)的(de)包跡就決定(ding)了新的(de)波(bo)陣面(mian)。基于惠更(geng)(geng)斯原理(li)，只(zhi)需某一時刻的(de)波(bo)陣面(mian)，就可(ke)以推算出波(bo)前的(de)幾何形狀以及波(bo)的(de)傳(chuan)播方(fang)向。如圖 2-7為惠更(geng)(geng)斯原理(li)示意圖。

 2. 波(bo)的(de)衍射

  衍射(she)是(shi)指波(bo)繞過障(zhang)礙物的(de)(de)邊(bian)緣面而繼(ji)續向(xiang)前傳(chuan)播的(de)(de)現(xian)象(xiang)，如(ru)圖(tu)2-8所(suo)示。在(zai)波(bo)的(de)(de)傳(chuan)播過程中(zhong)，當碰到與自身(shen)波(bo)長(chang)長(chang)度近似的(de)(de)障(zhang)礙時(shi)，能(neng)繞過其邊(bian)緣，改變(bian)方向(xiang)繼(ji)續前進，所(suo)以又(you)稱(cheng)波(bo)的(de)(de)繞射(she)。圖(tu)所(suo)示為水(shui)面上(shang)波(bo)遇到小孔徑障(zhang)礙時(shi)的(de)(de)衍射(she)現(xian)象(xiang)示意(yi)圖(tu)。

  波(bo)(bo)的衍(yan)(yan)射與小(xiao)(xiao)孔尺寸、波(bo)(bo)長(chang)大小(xiao)(xiao)有關，當小(xiao)(xiao)孔的尺寸大于(yu)波(bo)(bo)長(chang)時(shi)，反(fan)射強(qiang)(qiang)，認(ren)為近乎全反(fan)射。在(zai)波(bo)(bo)長(chang)大于(yu)小(xiao)(xiao)孔尺寸時(shi)，衍(yan)(yan)射效(xiao)果清(qing)晰。在(zai)超(chao)聲(sheng)探(tan)傷中，如果缺陷(xian)尺寸過(guo)于(yu)微小(xiao)(xiao)，遠低于(yu)波(bo)(bo)長(chang)，就會因為衍(yan)(yan)射導(dao)致(zhi)反(fan)射回(hui)波(bo)(bo)強(qiang)(qiang)度較弱，缺陷(xian)回(hui)波(bo)(bo)很低的情況，出現(xian)漏檢(jian)。因此通(tong)常認(ren)為超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)探(tan)傷的靈敏度大概為介(jie)質(zhi)中聲(sheng)波(bo)(bo)波(bo)(bo)長(chang)的1/2。波(bo)(bo)的衍(yan)(yan)射對超(chao)聲(sheng)探(tan)傷而言，既有利(li)又有弊。由于(yu)波(bo)(bo)的衍(yan)(yan)射，使(shi)超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)能夠繞過(guo)晶粒繼續在(zai)介(jie)質(zhi)中前進(jin)，是有利(li)于(yu)檢(jian)測的，但同時(shi)由于(yu)衍(yan)(yan)射，使(shi)得些小(xiao)(xiao)缺陷(xian)回(hui)波(bo)(bo)不(bu)(bu)夠明顯(xian)，進(jin)而導(dao)致(zhi)漏檢(jian)，是不(bu)(bu)利(li)于(yu)檢(jian)測的。

 3. 波的疊加

  當(dang)多個波(bo)(bo)(bo)在同一介質(zhi)中(zhong)某處(chu)相遇時，此處(chu)的(de)質(zhi)點振動情況是由這些波(bo)(bo)(bo)的(de)相互疊(die)加，該(gai)質(zhi)點位移是這些波(bo)(bo)(bo)位移的(de)矢量(liang)和。而這些波(bo)(bo)(bo)過后(hou)，繼續保持自身頻率、幅值、波(bo)(bo)(bo)長、傳(chuan)播(bo)方(fang)向等性(xing)質(zhi)繼續前進，這就是波(bo)(bo)(bo)的(de)疊(die)加性(xing)，又稱波(bo)(bo)(bo)的(de)獨立性(xing)原理。比(bi)較常見的(de)一種(zhong)是向水中(zhong)投(tou)入兩個或以上石子，就可以看到以石子為中(zhong)心(xin)產生的(de)圓(yuan)形水波(bo)(bo)(bo)在相遇處(chu)疊(die)加，相遇后(hou)仍按(an)原來傳(chuan)播(bo)方(fang)向保持原來特性(xing)繼續傳(chuan)播(bo)。

 4. 波的干涉(she)

  多列波(bo)相(xiang)(xiang)遇在空間(jian)中(zhong)某處(chu)時，其疊(die)加的(de)(de)情(qing)形(xing)是較為復雜的(de)(de)，可以合成(cheng)多波(bo)的(de)(de)干(gan)(gan)涉種形(xing)式的(de)(de)波(bo)動(dong)。最(zui)簡(jian)單的(de)(de)一種疊(die)加就是兩(liang)列頻率相(xiang)(xiang)同(tong)(tong)，振動(dong)方(fang)向(xiang)相(xiang)(xiang)同(tong)(tong)，相(xiang)(xiang)位差(cha)恒定(ding)的(de)(de)波(bo)相(xiang)(xiang)遇時，介質中(zhong)部分位置(zhi)的(de)(de)振動(dong)相(xiang)(xiang)互(hu)加強，而另一部分的(de)(de)振動(dong)相(xiang)(xiang)互(hu)減弱(ruo)甚至歸零的(de)(de)現(xian)象叫作(zuo)波(bo)的(de)(de)干(gan)(gan)涉。相(xiang)(xiang)干(gan)(gan)條件是同(tong)(tong)頻率、同(tong)(tong)振動(dong)方(fang)向(xiang)、恒定(ding)相(xiang)(xiang)位差(cha)，對應的(de)(de)波(bo)稱為相(xiang)(xiang)干(gan)(gan)波(bo)，對應的(de)(de)波(bo)源(yuan)稱為相(xiang)(xiang)干(gan)(gan)波(bo)源(yuan)。

 5. 駐波

  駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)是干涉現象的(de)(de)特例。在振(zhen)(zhen)幅(fu)相同(tong)的(de)(de)情況(kuang)下，兩列(lie)相干波(bo)(bo)(bo)(bo)在同(tong)一直線上反向移動疊加后(hou)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)腹和波(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)位置總是固定不(bu)變的(de)(de)，其相位也(ye)不(bu)隨(sui)(sui)位置變化(hua)故駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)形是強弱(ruo)相間(jian)的(de)(de)，并且(qie)不(bu)會(hui)(hui)隨(sui)(sui)著(zhu)時(shi)間(jian)變化(hua)，似乎(hu)永駐(zhu)不(bu)動，由此得名駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)中相鄰(lin)波(bo)(bo)(bo)(bo)腹或波(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)的(de)(de)距離為λ/2，相鄰(lin)波(bo)(bo)(bo)(bo)敗與(yu)波(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)的(de)(de)距離為λ/4。當待測(ce)(ce)(ce)件(jian)(jian)厚度為超聲波(bo)(bo)(bo)(bo)長的(de)(de)1/2或整數倍時(shi)，入射(she)波(bo)(bo)(bo)(bo)與(yu)底(di)面反射(she)波(bo)(bo)(bo)(bo)同(tong)相，待測(ce)(ce)(ce)件(jian)(jian)內就(jiu)會(hui)(hui)產生駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)，引起共振(zhen)(zhen)。基于駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)現象，研究人(ren)員(yuan)設(she)計了共振(zhen)(zhen)式(shi)超聲波(bo)(bo)(bo)(bo)測(ce)(ce)(ce)厚儀，利用測(ce)(ce)(ce)得的(de)(de)共振(zhen)(zhen)頻率來檢測(ce)(ce)(ce)各類(lei)材料的(de)(de)厚度。