超聲波在不同媒質的界面上產生的反射和折射與普通聲波相同,但由于波長短,呈現出與光相似的現象。
當聲波垂直地從第1媒質(比聲學阻抗Pruu)入射到第2媒質(prus)時,反射率是:
被給予.而從固體或液體到氣體,或者相反的情況下,幾乎100%會反射。
聲音從液體斜射到固體上,固體中就會產生波浪和橫波。入射角和折射角的關系
成為.其中, 是液體的聲速, 分別是固體波和橫波的聲速。
一般 ,甚至 的情況也很多。在這種情況下,當入射角為 ,或 的角度δ和δ’時,發生全反射。利用這種關系可以測量固體的音速。也就是說,如第24圖所示,固體板在液體中旋轉時,如果板中的吸收很大,而板背面的多重反射的影響不大(如樹脂)。在δ處可以看到透射率極小。如果 是已知的,那么從這個角度可知 (全反射法)。
為了收集液體中的超聲波,使用了超聲波透鏡。它是用具有比普通液體略大的聲阻抗的樹脂(聚苯乙烯等)制成的。
厚度為d的板置于液體中,聲波垂直入射于其上,由于多重反射的影響,透射 隨厚度周期性變化.即忽略板中的吸收中
給出,d為板中半波長的整數倍時,τ為最大值(1),半整數倍時為最小值。利用這個多重反射,可以測量板中的音速(旋轉板法)。由于板的厚度很難連續變化,所以采用與第24圖相同的裝置。圖27是測定金屬板在液體中旋轉的例子,在這種情況下也能測定出全反射角,但相比之下,根據多反射產生的權大角來確定音速更為準確。從圖中可以看出,在板的厚度確定的情況下,傾斜某個角度時,超聲波更容易透過。
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