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超声波在不同媒质的界面上产生的反射和折射

来源： | 发布日期：2022-11-10

超声波在不同媒质的界面上产生的反射和折射与普通声波相同，但由于波长短，呈现出与光相似的现象。当声波垂直地从第1媒质(比声学阻抗Pruu)入射到第2媒质(prus)时，反射率是：

被给予而从固体或液体到气体，或者相反的情况下，几乎100%会反射。声音从液体斜射到固体上，固体中就会产生波浪和横波。入射角和折射角的关系

其中，是液体的声速，,分别是固体波和横波的声速。

图23-24

一般u2>u1，甚至u'2>u1的情况也很多。在这种情况下，当入射角为sinδ=u1/u2，或sinδ'=u1/u'2的角度δ和δ’时，发生全反射。利用这种关系可以测量固体的音速。也就是说，如第24图所示，固体板在液体中旋转时，如果板中的吸收很大，而板背面的多重反射的影响不大(如树脂)。在δ处可以看到透射率极小。如果是已知的，那么从这个角度可知u2(全反射法)。

为了收集液体中的超声波，使用了超声波透镜。它是用具有比普通液体略大的声阻抗的树脂(聚苯乙烯等)制成的。
厚度为d的板置于液体中，声波垂直入射于其上，由于多重反射的影响，透射随厚度周期性变化.即忽略板中的吸收中

给出，d为板中半波长的整数倍时，τ为最大值（1），半整数倍时为最小值。利用这个多重反射，可以测量板中的音速(旋转板法)。由于板的厚度很难连续变化，所以采用与第24图相同的装置。图27是测定金属板在液体中旋转的例子，在这种情况下也能测定出全反射角，但相比之下，根据多反射产生的权大角来确定音速更为准确。从图中可以看出，在板的厚度确定的情况下，倾斜某个角度时，超声波更容易透过。

图26-27