超聲波(bo)的(de)波(bo)動特(te)性主(zhu)要有以下幾點：

 1. 惠更斯(si)原理

  波(bo)(bo)(bo)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)導(dao)致波(bo)(bo)(bo)動(dong)(dong)，波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)傳播要靠質點(dian)(dian)間力(li)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。假設傳播媒(mei)介(jie)是連(lian)續的(de)(de)(de)(de)，那么一點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)都(dou)(dou)(dou)會擾動(dong)(dong)周邊(bian)各個點(dian)(dian)，因此在波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)傳播過程中任一振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)點(dian)(dian)都(dou)(dou)(dou)被視為(wei)(wei)新的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)源(yuan)。荷蘭物理(li)學家(jia)克里斯(si)蒂安(an)·惠(hui)更斯(si)于1690年提出這一理(li)論，總結(jie)為(wei)(wei)：介(jie)質中波(bo)(bo)(bo)動(dong)(dong)傳播到(dao)的(de)(de)(de)(de)各點(dian)(dian)都(dou)(dou)(dou)可以看作發射(she)子波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)源(yuan)，在其后的(de)(de)(de)(de)任一時刻，這些子波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)包(bao)跡就決(jue)定了(le)新的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)陣面。基于惠(hui)更斯(si)原(yuan)理(li)，只需某(mou)一時刻的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)陣面，就可以推算(suan)出波(bo)(bo)(bo)前(qian)的(de)(de)(de)(de)幾何形(xing)狀(zhuang)以及波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)傳播方向。如圖 2-7為(wei)(wei)惠(hui)更斯(si)原(yuan)理(li)示意(yi)圖。

 2. 波的衍射

  衍射是指波繞(rao)過(guo)障礙(ai)物的(de)(de)邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)面而繼(ji)續向(xiang)前傳播的(de)(de)現(xian)象，如圖(tu)2-8所(suo)示(shi)。在波的(de)(de)傳播過(guo)程中，當碰到與自身波長(chang)長(chang)度(du)近(jin)似的(de)(de)障礙(ai)時(shi)，能(neng)繞(rao)過(guo)其邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)，改變方向(xiang)繼(ji)續前進，所(suo)以又稱波的(de)(de)繞(rao)射。圖(tu)所(suo)示(shi)為水面上(shang)波遇到小孔徑障礙(ai)時(shi)的(de)(de)衍射現(xian)象示(shi)意圖(tu)。

  波(bo)(bo)的(de)衍射(she)(she)與小(xiao)(xiao)孔尺寸(cun)(cun)、波(bo)(bo)長(chang)(chang)大(da)小(xiao)(xiao)有(you)關，當小(xiao)(xiao)孔的(de)尺寸(cun)(cun)大(da)于(yu)波(bo)(bo)長(chang)(chang)時，反射(she)(she)強，認為(wei)近(jin)乎全(quan)反射(she)(she)。在波(bo)(bo)長(chang)(chang)大(da)于(yu)小(xiao)(xiao)孔尺寸(cun)(cun)時，衍射(she)(she)效果(guo)(guo)清晰。在超(chao)聲(sheng)(sheng)探傷中(zhong)，如果(guo)(guo)缺陷尺寸(cun)(cun)過于(yu)微(wei)小(xiao)(xiao)，遠低于(yu)波(bo)(bo)長(chang)(chang)，就會因(yin)為(wei)衍射(she)(she)導致反射(she)(she)回波(bo)(bo)強度較(jiao)弱(ruo)，缺陷回波(bo)(bo)很低的(de)情況，出(chu)現漏檢。因(yin)此通常(chang)認為(wei)超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)探傷的(de)靈敏度大(da)概為(wei)介質(zhi)中(zhong)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)波(bo)(bo)長(chang)(chang)的(de)1/2。波(bo)(bo)的(de)衍射(she)(she)對(dui)超(chao)聲(sheng)(sheng)探傷而言(yan)，既有(you)利(li)(li)又有(you)弊(bi)。由(you)于(yu)波(bo)(bo)的(de)衍射(she)(she)，使超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)能夠(gou)繞過晶粒繼續(xu)在介質(zhi)中(zhong)前進(jin)，是(shi)有(you)利(li)(li)于(yu)檢測的(de)，但同時由(you)于(yu)衍射(she)(she)，使得(de)些(xie)小(xiao)(xiao)缺陷回波(bo)(bo)不夠(gou)明顯(xian)，進(jin)而導致漏檢，是(shi)不利(li)(li)于(yu)檢測的(de)。

 3. 波的疊(die)加

  當多個波(bo)在同一(yi)介(jie)質(zhi)中某處相遇(yu)時，此(ci)處的質(zhi)點振動情況是(shi)(shi)由這些波(bo)的相互疊加，該(gai)質(zhi)點位移是(shi)(shi)這些波(bo)位移的矢量和。而這些波(bo)過后(hou)，繼續(xu)(xu)保(bao)持自身頻(pin)率、幅值(zhi)、波(bo)長、傳(chuan)播(bo)方向(xiang)(xiang)等性質(zhi)繼續(xu)(xu)前進，這就(jiu)是(shi)(shi)波(bo)的疊加性，又稱波(bo)的獨立性原理。比(bi)較常(chang)見的一(yi)種是(shi)(shi)向(xiang)(xiang)水中投入(ru)兩個或(huo)以(yi)上石子，就(jiu)可以(yi)看到以(yi)石子為(wei)中心產生的圓(yuan)形(xing)水波(bo)在相遇(yu)處疊加，相遇(yu)后(hou)仍按原來(lai)傳(chuan)播(bo)方向(xiang)(xiang)保(bao)持原來(lai)特性繼續(xu)(xu)傳(chuan)播(bo)。

 4. 波的干涉(she)

  多列波(bo)(bo)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇在空間(jian)中(zhong)某處(chu)時，其疊加(jia)的(de)(de)情形(xing)是(shi)較為復雜的(de)(de)，可(ke)以合(he)成多波(bo)(bo)的(de)(de)干(gan)(gan)涉(she)種形(xing)式的(de)(de)波(bo)(bo)動。最簡單的(de)(de)一種疊加(jia)就是(shi)兩列頻率(lv)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)，振動方向相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)，相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)位差恒定的(de)(de)波(bo)(bo)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，介質中(zhong)部(bu)分(fen)位置的(de)(de)振動相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)加(jia)強(qiang)，而另一部(bu)分(fen)的(de)(de)振動相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)減弱(ruo)甚至(zhi)歸零的(de)(de)現象(xiang)叫作(zuo)波(bo)(bo)的(de)(de)干(gan)(gan)涉(she)。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)(gan)條件是(shi)同(tong)頻率(lv)、同(tong)振動方向、恒定相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)位差，對應的(de)(de)波(bo)(bo)稱(cheng)為相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)(gan)波(bo)(bo)，對應的(de)(de)波(bo)(bo)源(yuan)稱(cheng)為相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)(gan)波(bo)(bo)源(yuan)。

 5. 駐(zhu)波

  駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)是(shi)(shi)干涉現象的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)例。在振幅相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)情況下，兩列(lie)相(xiang)干波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)在同一直(zhi)線上反向移動疊(die)加后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)，稱駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)腹和波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)位(wei)置總是(shi)(shi)固定不(bu)變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)，其相(xiang)位(wei)也不(bu)隨位(wei)置變(bian)化故駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)形是(shi)(shi)強弱(ruo)相(xiang)間的(de)(de)(de)(de)(de)，并且不(bu)會隨著時(shi)間變(bian)化，似乎永駐(zhu)不(bu)動，由此得(de)名駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)中相(xiang)鄰波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)腹或波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)距離為(wei)λ/2，相(xiang)鄰波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)敗與波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)節(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)距離為(wei)λ/4。當待測件厚度(du)為(wei)超(chao)聲波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)1/2或整數倍時(shi)，入射(she)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)與底面反射(she)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)同相(xiang)，待測件內(nei)就會產生駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)，引(yin)起共振。基于駐(zhu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)現象，研究人員(yuan)設計了共振式(shi)超(chao)聲波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)測厚儀，利用(yong)測得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)共振頻(pin)率來檢測各類(lei)材料的(de)(de)(de)(de)(de)厚度(du)。