超聲波(bo)的波(bo)動特性主要有以下幾點(dian)：

 1. 惠更斯(si)原理(li)

  波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)源的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)導致波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)，波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)要靠質點間力(li)的(de)(de)(de)(de)作用。假設傳(chuan)播(bo)(bo)媒介(jie)是連(lian)續的(de)(de)(de)(de)，那(nei)么一點的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)都會擾動(dong)周(zhou)邊各個(ge)點，因此在波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)過程中任一振(zhen)動(dong)點都被視為新的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)源。荷蘭物理學家(jia)克里斯(si)蒂(di)安·惠更(geng)斯(si)于(yu)1690年提(ti)出(chu)這一理論，總結為：介(jie)質中波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)傳(chuan)播(bo)(bo)到的(de)(de)(de)(de)各點都可(ke)以看作發射子波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)源，在其后的(de)(de)(de)(de)任一時刻，這些(xie)子波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)包(bao)跡(ji)就決定了(le)新的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)陣面(mian)。基于(yu)惠更(geng)斯(si)原理，只需某(mou)一時刻的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)陣面(mian)，就可(ke)以推算出(chu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)前的(de)(de)(de)(de)幾何形狀以及波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)方向。如圖 2-7為惠更(geng)斯(si)原理示意圖。

 2. 波的(de)衍射(she)

  衍(yan)射是指波(bo)繞(rao)(rao)過障(zhang)礙(ai)物的(de)(de)邊緣面(mian)而繼續向(xiang)前傳播(bo)的(de)(de)現(xian)象，如圖(tu)2-8所示(shi)。在波(bo)的(de)(de)傳播(bo)過程中，當碰到與自身波(bo)長(chang)長(chang)度近(jin)似的(de)(de)障(zhang)礙(ai)時(shi)，能繞(rao)(rao)過其邊緣，改變(bian)方向(xiang)繼續前進，所以又(you)稱(cheng)波(bo)的(de)(de)繞(rao)(rao)射。圖(tu)所示(shi)為水(shui)面(mian)上波(bo)遇到小孔徑障(zhang)礙(ai)時(shi)的(de)(de)衍(yan)射現(xian)象示(shi)意圖(tu)。

  波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)衍(yan)射(she)與小(xiao)孔(kong)(kong)尺(chi)寸(cun)、波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)大(da)小(xiao)有(you)關，當(dang)小(xiao)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)大(da)于(yu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)時，反射(she)強，認為(wei)(wei)(wei)近乎全(quan)反射(she)。在(zai)(zai)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)大(da)于(yu)小(xiao)孔(kong)(kong)尺(chi)寸(cun)時，衍(yan)射(she)效(xiao)果清晰。在(zai)(zai)超(chao)聲(sheng)探(tan)傷中(zhong)，如果缺陷(xian)尺(chi)寸(cun)過(guo)于(yu)微小(xiao)，遠低(di)于(yu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)，就會(hui)因為(wei)(wei)(wei)衍(yan)射(she)導致反射(she)回(hui)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)強度較弱，缺陷(xian)回(hui)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)很(hen)低(di)的(de)(de)(de)情況，出現漏檢(jian)(jian)。因此(ci)通常認為(wei)(wei)(wei)超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)探(tan)傷的(de)(de)(de)靈敏度大(da)概為(wei)(wei)(wei)介質中(zhong)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)1/2。波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)衍(yan)射(she)對超(chao)聲(sheng)探(tan)傷而言，既有(you)利又有(you)弊。由于(yu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)衍(yan)射(she)，使超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)能夠(gou)繞(rao)過(guo)晶粒繼(ji)續在(zai)(zai)介質中(zhong)前進，是有(you)利于(yu)檢(jian)(jian)測的(de)(de)(de)，但同時由于(yu)衍(yan)射(she)，使得(de)些小(xiao)缺陷(xian)回(hui)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)不夠(gou)明(ming)顯，進而導致漏檢(jian)(jian)，是不利于(yu)檢(jian)(jian)測的(de)(de)(de)。

 3. 波的疊加

  當多個(ge)波(bo)(bo)(bo)在(zai)(zai)同一介質(zhi)(zhi)中(zhong)某(mou)處相遇(yu)時，此處的(de)質(zhi)(zhi)點振動情況是(shi)由這(zhe)些(xie)波(bo)(bo)(bo)的(de)相互(hu)疊(die)加(jia)，該質(zhi)(zhi)點位(wei)移(yi)是(shi)這(zhe)些(xie)波(bo)(bo)(bo)位(wei)移(yi)的(de)矢(shi)量和。而這(zhe)些(xie)波(bo)(bo)(bo)過后(hou)，繼(ji)(ji)續(xu)保持(chi)自身(shen)頻率、幅值、波(bo)(bo)(bo)長、傳(chuan)播(bo)方(fang)向(xiang)等性(xing)質(zhi)(zhi)繼(ji)(ji)續(xu)前進，這(zhe)就是(shi)波(bo)(bo)(bo)的(de)疊(die)加(jia)性(xing)，又稱波(bo)(bo)(bo)的(de)獨(du)立性(xing)原理(li)。比較常見(jian)的(de)一種是(shi)向(xiang)水中(zhong)投入兩個(ge)或(huo)以上石(shi)子，就可(ke)以看到以石(shi)子為中(zhong)心產生的(de)圓形(xing)水波(bo)(bo)(bo)在(zai)(zai)相遇(yu)處疊(die)加(jia)，相遇(yu)后(hou)仍按原來傳(chuan)播(bo)方(fang)向(xiang)保持(chi)原來特性(xing)繼(ji)(ji)續(xu)傳(chuan)播(bo)。

 4. 波的(de)干涉

  多列波(bo)(bo)相(xiang)遇在空(kong)間(jian)中某處時，其疊加(jia)的(de)(de)(de)(de)情形(xing)是(shi)較為復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)，可以合成(cheng)多波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)干(gan)(gan)涉種形(xing)式的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)動(dong)。最簡單的(de)(de)(de)(de)一種疊加(jia)就是(shi)兩(liang)列頻(pin)率(lv)相(xiang)同(tong)，振(zhen)動(dong)方向相(xiang)同(tong)，相(xiang)位(wei)差恒(heng)定的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)相(xiang)遇時，介質中部分位(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)相(xiang)互加(jia)強，而另一部分的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)相(xiang)互減弱甚至歸(gui)零(ling)的(de)(de)(de)(de)現象(xiang)叫作波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)干(gan)(gan)涉。相(xiang)干(gan)(gan)條件是(shi)同(tong)頻(pin)率(lv)、同(tong)振(zhen)動(dong)方向、恒(heng)定相(xiang)位(wei)差，對應(ying)的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)稱為相(xiang)干(gan)(gan)波(bo)(bo)，對應(ying)的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)源稱為相(xiang)干(gan)(gan)波(bo)(bo)源。

 5. 駐(zhu)波

  駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)是干涉現象(xiang)的(de)特例。在(zai)振(zhen)幅相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)情況(kuang)下，兩列相(xiang)(xiang)干波(bo)(bo)(bo)在(zai)同(tong)一直線上(shang)反(fan)向移動疊加后的(de)波(bo)(bo)(bo)，稱駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)的(de)波(bo)(bo)(bo)腹(fu)和(he)波(bo)(bo)(bo)節(jie)位置(zhi)總是固定不變的(de)，其相(xiang)(xiang)位也不隨位置(zhi)變化故駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)的(de)波(bo)(bo)(bo)形(xing)是強弱相(xiang)(xiang)間的(de)，并且不會隨著時(shi)間變化，似(si)乎永(yong)駐(zhu)(zhu)不動，由此得(de)名駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)中相(xiang)(xiang)鄰波(bo)(bo)(bo)腹(fu)或波(bo)(bo)(bo)節(jie)的(de)距離為(wei)(wei)λ/2，相(xiang)(xiang)鄰波(bo)(bo)(bo)敗與波(bo)(bo)(bo)節(jie)的(de)距離為(wei)(wei)λ/4。當待測(ce)(ce)(ce)件(jian)厚(hou)度為(wei)(wei)超聲波(bo)(bo)(bo)長的(de)1/2或整數(shu)倍時(shi)，入射波(bo)(bo)(bo)與底面反(fan)射波(bo)(bo)(bo)同(tong)相(xiang)(xiang)，待測(ce)(ce)(ce)件(jian)內(nei)就會產生駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)，引起共(gong)振(zhen)。基于駐(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)現象(xiang)，研究人員設計了共(gong)振(zhen)式超聲波(bo)(bo)(bo)測(ce)(ce)(ce)厚(hou)儀，利用測(ce)(ce)(ce)得(de)的(de)共(gong)振(zhen)頻率(lv)來檢測(ce)(ce)(ce)各類材料的(de)厚(hou)度。