超声波的聚集与发散

1、超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性4.平面波入射到曲界面的汇聚与发散平面波入射到曲界面的汇聚与发散（1）反射分为两种）反射分为两种超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性1）一束平面波入射到）一束平面波入射到球形曲球形曲界面界面上时，其反射波可视为从焦点上时，其反射波可视为从焦点发出的球面波。在凹界面上的反射发出的球面波。在凹界面上的反射波将会聚焦，凸界面上的反射波则波将会聚焦，凸界面上的反射波则发散。发散。2）超声波入射到）超声波入射到柱形的曲界柱形的曲界面面上时，反射波也将聚焦或发散。上时，反射波也将聚焦或发散。不同的是反射波将聚焦成一条实线不同的是反射波将聚焦成一条

2、实线或发散为一条虚线，称为焦轴。这或发散为一条虚线，称为焦轴。这时反射波可视为从焦轴发出的柱面时反射波可视为从焦轴发出的柱面波波fxfPPoxfxfPPox超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性（2）平面波在曲界面上的折射）平面波在曲界面上的折射21cc21cc超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性1）当平面波入射到凹或凸的球形曲）当平面波入射到凹或凸的球形曲界面上时，其折射波在或时将聚焦为一界面上时，其折射波在或时将聚焦为一点。相反，折射波将发散，且其反向延点。相反，折射波将发散，且其反向延长线聚于虚焦点。当平面波入射到凹或长线聚于虚焦点。当平面波入射到凹或凸的球形曲界面

3、上时，其折射波在或时凸的球形曲界面上时，其折射波在或时将聚焦为一点。相反，折射波将发散，将聚焦为一点。相反，折射波将发散，且其反向延长线聚于虚焦点。且其反向延长线聚于虚焦点。2）当平面波入射到凹或凸的柱形曲）当平面波入射到凹或凸的柱形曲界面上时，折射波也会聚焦或发散。不界面上时，折射波也会聚焦或发散。不同的是，焦点将变为一条线同的是，焦点将变为一条线焦轴。焦轴。fxftPPx0fxftPPx0超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性5.球面波入射到平界面球面波入射到平界面(1)单一的平界面上的反射单一的平界面上的反射xPrPx0超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性（2）单一

4、的平界面上的折射）单一的平界面上的折射xPtPx0超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性（3）双界面上的反射）双界面上的反射 如图如图1-51所示，球面波在互相平行的双界所示，球面波在互相平行的双界面间的多次反射仍符合球面波的变面间的多次反射仍符合球面波的变化规律。当入射角较小，前后壁全化规律。当入射角较小，前后壁全反射，且距离较大时，各反射波不反射，且距离较大时，各反射波不产生干涉，这时产生干涉，这时前壁各次反射波声压比为：前壁各次反射波声压比为：后壁各次反射波声压比为：后壁各次反射波声压比为：31211 51311 超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性6.球面波入射到

5、曲界面球面波入射到曲界面（1）球面波在曲界面上的反射）球面波在曲界面上的反射 当球面波入射到凹曲界当球面波入射到凹曲界面上时，反射波产生聚焦，反之则发散，面上时，反射波产生聚焦，反之则发散，超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性在球曲面上反射波的声压为：在球曲面上反射波的声压为：axfxfaPPx10在柱曲面上反射波的声压为：在柱曲面上反射波的声压为：axfxaxfaPPx110超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性（2）球面波在曲界面上的折射）球面波在曲界面上的折射21cc 21cc为什么汇聚与发散与声速大小有关？你能回答吗？超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性球曲界面上折射波的声压：球曲界面上折射波的声压：21cc21cc 1201acxcfxfaPtPx柱曲界面上折射波的声压：柱曲界面上折射波的声压：1212011acxcfxacxcfaPtPr超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性球曲界面上折射波的声压