超聲(sheng)波的波動(dong)特性主要(yao)有以下(xia)幾(ji)點：

 1. 惠更(geng)斯(si)原理

  波(bo)(bo)源的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)導致波(bo)(bo)動(dong)(dong)，波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)播(bo)要靠質點間(jian)力的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。假設傳(chuan)(chuan)播(bo)媒介是(shi)連續的(de)(de)(de)(de)，那(nei)么一點的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)都(dou)(dou)會擾動(dong)(dong)周邊各(ge)個點，因此在波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)播(bo)過程中(zhong)任(ren)一振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)點都(dou)(dou)被視(shi)為(wei)新的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)源。荷蘭物理(li)學家克(ke)里斯(si)蒂安·惠更(geng)斯(si)于(yu)1690年提出這一理(li)論，總結為(wei)：介質中(zhong)波(bo)(bo)動(dong)(dong)傳(chuan)(chuan)播(bo)到的(de)(de)(de)(de)各(ge)點都(dou)(dou)可以看(kan)作發射子波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)源，在其(qi)后的(de)(de)(de)(de)任(ren)一時刻，這些子波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)包跡就(jiu)決定了新的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)陣面。基(ji)于(yu)惠更(geng)斯(si)原(yuan)理(li)，只(zhi)需某一時刻的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)陣面，就(jiu)可以推算(suan)出波(bo)(bo)前的(de)(de)(de)(de)幾何(he)形狀以及波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)播(bo)方向。如圖(tu) 2-7為(wei)惠更(geng)斯(si)原(yuan)理(li)示意圖(tu)。

 2. 波的衍射

  衍射是指波(bo)繞(rao)(rao)過障(zhang)礙物(wu)的(de)(de)(de)邊(bian)緣(yuan)面而(er)繼續(xu)向前(qian)傳(chuan)(chuan)播的(de)(de)(de)現(xian)象，如圖2-8所(suo)(suo)示。在波(bo)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)播過程(cheng)中，當碰到(dao)與自身波(bo)長(chang)長(chang)度近(jin)似的(de)(de)(de)障(zhang)礙時，能繞(rao)(rao)過其邊(bian)緣(yuan)，改變方(fang)向繼續(xu)前(qian)進(jin)，所(suo)(suo)以(yi)又稱波(bo)的(de)(de)(de)繞(rao)(rao)射。圖所(suo)(suo)示為水面上波(bo)遇到(dao)小孔徑障(zhang)礙時的(de)(de)(de)衍射現(xian)象示意圖。

  波的(de)衍(yan)(yan)(yan)射(she)與(yu)小(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)尺(chi)寸(cun)、波長(chang)(chang)大(da)小(xiao)(xiao)有(you)關，當(dang)小(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)的(de)尺(chi)寸(cun)大(da)于(yu)(yu)波長(chang)(chang)時(shi)，反射(she)強，認(ren)為(wei)近乎(hu)全反射(she)。在波長(chang)(chang)大(da)于(yu)(yu)小(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)尺(chi)寸(cun)時(shi)，衍(yan)(yan)(yan)射(she)效(xiao)果清(qing)晰。在超(chao)聲探傷(shang)中，如果缺(que)陷尺(chi)寸(cun)過(guo)于(yu)(yu)微(wei)小(xiao)(xiao)，遠低(di)于(yu)(yu)波長(chang)(chang)，就會因為(wei)衍(yan)(yan)(yan)射(she)導(dao)致反射(she)回波強度(du)(du)較弱，缺(que)陷回波很(hen)低(di)的(de)情況，出現漏檢(jian)。因此通常認(ren)為(wei)超(chao)聲波探傷(shang)的(de)靈敏度(du)(du)大(da)概為(wei)介質中聲波波長(chang)(chang)的(de)1/2。波的(de)衍(yan)(yan)(yan)射(she)對超(chao)聲探傷(shang)而言(yan)，既有(you)利又有(you)弊。由(you)于(yu)(yu)波的(de)衍(yan)(yan)(yan)射(she)，使(shi)(shi)超(chao)聲波能(neng)夠繞過(guo)晶粒(li)繼續(xu)在介質中前(qian)進，是有(you)利于(yu)(yu)檢(jian)測(ce)的(de)，但同時(shi)由(you)于(yu)(yu)衍(yan)(yan)(yan)射(she)，使(shi)(shi)得些(xie)小(xiao)(xiao)缺(que)陷回波不夠明顯，進而導(dao)致漏檢(jian)，是不利于(yu)(yu)檢(jian)測(ce)的(de)。

 3. 波的疊加

  當(dang)多個波在同(tong)一介質中某處相(xiang)(xiang)遇時，此處的(de)(de)質點(dian)振動情(qing)況是(shi)由(you)這些(xie)(xie)波的(de)(de)相(xiang)(xiang)互疊加，該質點(dian)位(wei)移(yi)是(shi)這些(xie)(xie)波位(wei)移(yi)的(de)(de)矢量(liang)和。而這些(xie)(xie)波過后，繼續保(bao)持自身頻率、幅值、波長(chang)、傳(chuan)(chuan)播(bo)方向(xiang)等性質繼續前進(jin)，這就(jiu)是(shi)波的(de)(de)疊加性，又稱(cheng)波的(de)(de)獨立性原理。比較(jiao)常見的(de)(de)一種(zhong)是(shi)向(xiang)水中投入兩個或以上(shang)石子，就(jiu)可以看到以石子為(wei)中心產生的(de)(de)圓形水波在相(xiang)(xiang)遇處疊加，相(xiang)(xiang)遇后仍(reng)按原來傳(chuan)(chuan)播(bo)方向(xiang)保(bao)持原來特(te)性繼續傳(chuan)(chuan)播(bo)。

 4. 波的(de)干涉

  多列(lie)波(bo)(bo)(bo)(bo)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇在空間中某處時，其疊加(jia)的(de)情(qing)形是(shi)較為復(fu)雜(za)的(de)，可以合成多波(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)干涉種形式的(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)。最簡單(dan)的(de)一種疊加(jia)就是(shi)兩列(lie)頻率(lv)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)(tong)，振(zhen)動(dong)方向相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)(tong)，相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)位差恒(heng)定的(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，介質中部分(fen)位置的(de)振(zhen)動(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互加(jia)強，而另一部分(fen)的(de)振(zhen)動(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互減弱甚(shen)至歸零的(de)現象叫作波(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)干涉。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)干條件是(shi)同(tong)(tong)頻率(lv)、同(tong)(tong)振(zhen)動(dong)方向、恒(heng)定相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)位差，對應的(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)稱為相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)干波(bo)(bo)(bo)(bo)，對應的(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)源(yuan)(yuan)稱為相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)干波(bo)(bo)(bo)(bo)源(yuan)(yuan)。

 5. 駐波

  駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)是干涉(she)現象(xiang)的(de)(de)特(te)例。在(zai)振幅相(xiang)同(tong)的(de)(de)情況(kuang)下，兩(liang)列(lie)相(xiang)干波(bo)(bo)在(zai)同(tong)一直線上反(fan)向移動疊加后的(de)(de)波(bo)(bo)，稱(cheng)駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)的(de)(de)波(bo)(bo)腹和(he)波(bo)(bo)節位置總是固定不(bu)變(bian)的(de)(de)，其(qi)相(xiang)位也不(bu)隨位置變(bian)化故駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)的(de)(de)波(bo)(bo)形是強弱相(xiang)間的(de)(de)，并且不(bu)會(hui)隨著(zhu)時(shi)間變(bian)化，似乎(hu)永(yong)駐(zhu)(zhu)不(bu)動，由此得名駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)中(zhong)相(xiang)鄰波(bo)(bo)腹或(huo)(huo)波(bo)(bo)節的(de)(de)距離(li)為(wei)λ/2，相(xiang)鄰波(bo)(bo)敗與波(bo)(bo)節的(de)(de)距離(li)為(wei)λ/4。當待(dai)測(ce)件(jian)厚度(du)為(wei)超聲波(bo)(bo)長的(de)(de)1/2或(huo)(huo)整數倍時(shi)，入射波(bo)(bo)與底面反(fan)射波(bo)(bo)同(tong)相(xiang)，待(dai)測(ce)件(jian)內(nei)就(jiu)會(hui)產生駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)，引起(qi)共振。基于(yu)駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)現象(xiang)，研究人員設計(ji)了共振式超聲波(bo)(bo)測(ce)厚儀，利用測(ce)得的(de)(de)共振頻(pin)率來檢測(ce)各類材(cai)料的(de)(de)厚度(du)。