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超声波基础知识的一般讲解一、超声波探伤物理基础1、超声波是一种机械波机械振动：物体沿直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动称为机械振动。
机械波：机械振动在弹性介质中的传播过程，称为机械波；如水波、声波、超声波等。
产生机械波的条件：（1）要有作机械振动的波源（2）要有能传播机械振动的弹性介质2、波长、波速、频率1）波长：同一波线上相邻两振动相位相同的质点之间的距离，符号λ2）波速：波动在弹性介质中单位时间内所传播的距离，符号C3）频率：波动过程中，任一给定点在1秒内能通过的完整波的个数，符号f 三者的关系：C=λ·f3、次声波、声波和超声波1）次声波：频率低于20Hz的机械波2）声波：频率在20～20000Hz的机械波3）超声波：频率高于20 KHz的机械波4、超声波的特性1）方向性好，犹如手电简灯光在黑暗中寻找到所需物品2）能量高3）能在界面上产生反射折射和波型转换4）超声波穿透能力强5、超声波的类型a、按质点的方向分类1）纵波：介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波2）横波：介质中质点的振动方向与波的传播方向垂直的波3）表面波：当介质表面受到交变应力作用时产生沿介质表面传播的波4）板波：在板厚与波长相当的弹性薄板中传播的波C、按波的形状分类1）平面波：波阵面为互相平行的平面的波2）柱面波：波阵面为同轴圆柱面的波3）球面波：波阵面为同心球面的波6、声速纵波：钢 5900 m/s 铝 6300 m/s 水 1500 m/s 有机玻璃 2700 m/s空气 340 m/s横波：只能在固体中传播钢 3200 m/s 铝 3130 m/s 有机玻璃 1120 m/s表面波：声速大约为横波的0.9倍，纵波的0.45倍7、超声波垂直入射到平面上的反射和透射当超声波垂直入射到足够大的光滑平面时，将在第一介质中产生一个与入射波方向相反的反射波在第二介质中产生一个与入射波方向相同的透射波设入射波声压为P0，反射声压为Pr, 透射声压为Pt,其声压反射率r=Pr / P=(z2-z1)/ (z2+z1)其声压透射率t=Pt / P=2 z2/ (z2+z1)8、超声波斜射到平面上的反射与折射波型转换：当超声波倾斜入射到异质界面时，除了产生与入射波同类型的反射波和折射波外，还会产生与入射波不同类型的反射波和折射波，称为波型转换，波型转换只可能在固体中产生。
机械波的特性及传播机械波是一种能量传播的波动，它是由质点的振动引起的，沿着介质中传播的能量。
机械波的传播过程中具有一些独特的特性，下面将对机械波的特性及其传播进行探讨。
一、机械波的特性1. 振动：机械波是由质点在介质中的振动引起的，质点沿着某一方向做周期性振动。
振动的特性包括振幅、周期和频率等。
2. 传播介质：机械波需要通过介质传播，其传播媒介可以是固体、液体或气体。
不同的介质对机械波的传播速度、传播方式和传播性质等会产生影响。
3. 传播速度：机械波在介质中的传播速度与介质的性质相关。
一般情况下，固体中的机械波传播速度最大，液体次之，气体最小。
4. 频率和波长：机械波的频率指单位时间内波的周期性重复次数，波长指连续两个振动质点之间的距离。
频率和波长之间存在着确定的关系，即速度等于频率乘以波长。
二、机械波的传播方式机械波的传播方式分为纵波和横波两种。
1. 纵波：纵波的振动方向与波的传播方向一致，质点沿着介质的方向进行压缩和稀疏的振动。
声波是一种纵波，沿着介质传播时，分子间的振动是沿着声波传播方向的。
2. 横波：横波的振动方向与波的传播方向垂直，质点沿垂直于传播方向的平面上进行振动。
水波是一种典型的横波，当水波传播时，水分子围绕着波的传播方向上下振动。
三、机械波的传播机制机械波的传播是通过质点之间的相互作用传递能量的。
1. 弹性作用：当一个质点受到外力作用，偏离其平衡位置时，会产生弹性势能。
随后，质点受到周围质点的作用力，使其向平衡位置回复，释放出储存的弹性势能，引起相邻质点的振动。
这样一直传递下去，机械波就在介质中传播了。
2. 能量传递：机械波的传播过程中，能量是由一个质点传递给相邻的质点的。
当一个质点振动时，振动能量通过弹性作用传递给相邻质点，质点之间的能量转移使波能够在介质中传播。
四、机械波的传播特点机械波的传播具有以下几个特点：1. 不可逆性：机械波的传播是不可逆的，即波前的形状无法回复到初始状态。
机械波解析机械振动在介质中的传播方式机械振动是物质中粒子的周期性移动，而机械波则是由机械振动引起的能量传递和波动的现象。
在介质中，机械波传播的方式主要包括纵波和横波两种形式。
1. 纵波传播
纵波是一种沿着波的传播方向的机械波，其振动方向与波的传播方向相同。
当介质中的粒子受到推或拉的力时，沿着波的传播方向发生压缩和稀疏的周期性变化。
这种压缩和稀疏的过程可以通过弹簧的振动来形象地理解。
在纵波传播中，能量沿波的传播方向传递，但介质中的粒子并不沿波的传播方向移动，而只是在固定位置上做微小的往复运动。
常见的纵波包括声波和压缩波。
2. 横波传播
横波是一种垂直于波的传播方向的机械波，其振动方向与波的传播方向垂直。
当介质中的粒子受到横向的扰动力时，沿着波的传播方向发生垂直于传播方向的振动。
这种横向的波动可以通过一根悬挂的绳子的摆动来形象地理解。
在横波传播中，能量同样沿波的传播方向传递，但介质中的粒子在波的传播过程中垂直于传播方向振动，它们的振动速度和波的传播速度相同。
常见的横波包括水波和光波。
总结：
机械振动在介质中以机械波的形式传播，其中包括纵波和横波两种传播方式。
纵波是沿着波的传播方向的振动，介质中粒子的振动方向与波的传播方向相同；横波则是垂直于波的传播方向的振动，介质中粒子的振动方向与波的传播方向垂直。
这两种传播方式在自然界中都有广泛的应用，对于我们理解和研究波动现象以及相关技术的应用具有重要意义。
超声波简答题1、是机械振动和机械波？二者有何区别？物体沿着直线或曲线在某一平面位置附近作往复周期性的运动，称机械振动。
机械振动在弹性介质中传播就产生机械波，振动是产生波动的根源，而波动是振动这一运动方式在介质中的传播2、是振动周期和振动频率？二者有何关系？振动物体完成一次全振动所需要的时间称振动周期，用T表示。
常用单位为S。
振动物体在单位时间内完成全振动的次数称振动频率，有f表示。
常用单位Hz，1Hz表示1S内完成1次全振动，即1Hz=1次/秒。
由周期和频率的定义可知，二者互为倒数，即：T=1/f。
3、是弹性介质？同样作为传声介质，固体、液体、汽体有哪些不同？在介质内部，各质点间以弹性力联系在一起，这样的介质称为弹性介质。
一般固体、液体、气体都可视为弹性介质。
但前者与后者存在区别，固体内部可以存在拉、压应力和剪切应力，而液体或气体内部不存在拉应力或剪切应力，只可以传递压应力。
纵波是靠拉、压应力传播的，所以在固体、液体、气体中都可以传播，而横波或表面波的传播需要剪切应力，所以它们只能在固体中传播，而不能在液体或气体中传播。
4、什么是波动频率、波速、波长？三者有何关系？波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称波动频率。
波动频率在数值上同振动频率，用f表示，单位Hz波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，用C表示单位为米/秒同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称波长，用表示。
波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离。
波长与波速成正比，与频率成反比。
当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。
5、什么是超声波？工业应用频率范围是多少？在超声波探探伤中应用了超声波哪些特性？频率高于20000Hz的机械波称为超声波，工业探伤所用的频率一般在0。
5—10MHz之间，对钢等金属材料的检验，常用的频率为1----5MHz之间。
超声波的主要特点是频率高，波长短，能量密度大，在工业探伤中主要利用了超声波的以下特性：（1）超声波方向性好。
