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声峰超声波浅析超声波的反射、透过、折射

来源： | 发布日期：2022-10-08

如图2.7（a）所示，两媒质的交界面为无限平面，平面波垂直该面入射时，设各媒质的固有音响阻抗为ρ₁c₁及ρ₂c₂，则反射率β_r，透过率β_t表成下式

2.20-21

表2.2列示各种媒质间的反射率(%)，可见水中的超音波几不漏往空气中。

2.7

如图2.7（b）所示，在不同媒质间设厚度l的其他媒质，传播超音波时，或欲遮断超音波时，此时的透过率β_t为

2.22

其中

f为超音波的周波数。若邻接中间媒质的左右媒质相同，亦即ρ₁c₁=ρ₃c₃时，

2.23

图2.8为中间层在水中时的透过率一例，由式（2.23）知欲增大βt时，使中间层的ρ₂c₂尽量接近液的 ρ₁c₁，而且用薄板（减小l）或厚度为超音波半波长之整数倍的板。
式(2.23)中，若ρ₂c₂＞ρ ₁c₁，得

2.24

音波的折射与光相同，在图2.9中，θ₁及θ₂分别为入射角、折射角，则有下示关系

2.25

在θ₂=90°一一亦即下示的临界角，发生全反射。

1665198630256

音波从液体斜着入射于固体时，固体中发生纵波和横波，入射角与折射角的关系在图2.10中成为

2.10

2.26

c₁为液体中的音速，c₂，c₂'为各固体中的纵波与横波音速，通常c₂＞c₁，也常是c₂'＞c₁，此时在入射角为sinα'=c₁/c₂
或sinα'=c₁/c₂'的角度α，α'引起全反射。利用此关系可测定固体中的音速

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