超(chao)聲波的(de)波動特性主要有以下幾(ji)點：

 1. 惠(hui)更斯原理

  波(bo)(bo)源(yuan)的(de)(de)(de)振動(dong)導致波(bo)(bo)動(dong)，波(bo)(bo)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)要(yao)靠(kao)質點間力的(de)(de)(de)作用。假設傳(chuan)播(bo)媒介(jie)是連續的(de)(de)(de)，那么一(yi)點的(de)(de)(de)振動(dong)都(dou)會(hui)擾(rao)動(dong)周(zhou)邊各(ge)個點，因(yin)此在波(bo)(bo)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)過程中(zhong)任(ren)一(yi)振動(dong)點都(dou)被視為新的(de)(de)(de)波(bo)(bo)源(yuan)。荷蘭物理(li)(li)學家克(ke)里斯(si)(si)蒂(di)安(an)·惠(hui)更斯(si)(si)于1690年提出這(zhe)一(yi)理(li)(li)論，總結為：介(jie)質中(zhong)波(bo)(bo)動(dong)傳(chuan)播(bo)到的(de)(de)(de)各(ge)點都(dou)可以看作發(fa)射子波(bo)(bo)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)源(yuan)，在其后的(de)(de)(de)任(ren)一(yi)時刻(ke)，這(zhe)些子波(bo)(bo)的(de)(de)(de)包跡(ji)就決定了新的(de)(de)(de)波(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面(mian)。基于惠(hui)更斯(si)(si)原理(li)(li)，只需(xu)某一(yi)時刻(ke)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面(mian)，就可以推算出波(bo)(bo)前(qian)的(de)(de)(de)幾何形(xing)狀以及波(bo)(bo)的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)方向。如圖 2-7為惠(hui)更斯(si)(si)原理(li)(li)示意圖。

 2. 波的衍射(she)

  衍(yan)射(she)是(shi)指波(bo)繞過障礙物的(de)邊(bian)緣(yuan)面(mian)而繼(ji)續向(xiang)(xiang)前傳(chuan)播(bo)的(de)現(xian)象，如圖2-8所示(shi)。在波(bo)的(de)傳(chuan)播(bo)過程中，當碰(peng)到與自身波(bo)長長度近似的(de)障礙時，能繞過其邊(bian)緣(yuan)，改變方向(xiang)(xiang)繼(ji)續前進，所以又(you)稱(cheng)波(bo)的(de)繞射(she)。圖所示(shi)為(wei)水面(mian)上波(bo)遇到小孔(kong)徑障礙時的(de)衍(yan)射(she)現(xian)象示(shi)意圖。

  波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)衍射(she)與小(xiao)(xiao)孔尺(chi)寸、波(bo)(bo)(bo)長大小(xiao)(xiao)有(you)關，當小(xiao)(xiao)孔的(de)(de)尺(chi)寸大于(yu)(yu)波(bo)(bo)(bo)長時，反射(she)強，認(ren)為(wei)近乎(hu)全(quan)反射(she)。在波(bo)(bo)(bo)長大于(yu)(yu)小(xiao)(xiao)孔尺(chi)寸時，衍射(she)效果(guo)清晰。在超(chao)聲(sheng)(sheng)探(tan)傷中(zhong)，如果(guo)缺(que)陷尺(chi)寸過(guo)于(yu)(yu)微小(xiao)(xiao)，遠低于(yu)(yu)波(bo)(bo)(bo)長，就會因為(wei)衍射(she)導(dao)致(zhi)反射(she)回波(bo)(bo)(bo)強度較弱，缺(que)陷回波(bo)(bo)(bo)很低的(de)(de)情(qing)況，出現漏(lou)檢(jian)。因此通常認(ren)為(wei)超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)探(tan)傷的(de)(de)靈敏度大概為(wei)介質中(zhong)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)波(bo)(bo)(bo)長的(de)(de)1/2。波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)衍射(she)對超(chao)聲(sheng)(sheng)探(tan)傷而言(yan)，既有(you)利(li)又有(you)弊。由(you)于(yu)(yu)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)衍射(she)，使超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)能(neng)夠(gou)繞過(guo)晶粒(li)繼續在介質中(zhong)前進(jin)，是有(you)利(li)于(yu)(yu)檢(jian)測(ce)的(de)(de)，但同(tong)時由(you)于(yu)(yu)衍射(she)，使得些小(xiao)(xiao)缺(que)陷回波(bo)(bo)(bo)不夠(gou)明顯，進(jin)而導(dao)致(zhi)漏(lou)檢(jian)，是不利(li)于(yu)(yu)檢(jian)測(ce)的(de)(de)。

 3. 波的(de)疊(die)加

  當多(duo)個(ge)波(bo)在同一介質(zhi)中(zhong)某處相(xiang)遇時，此(ci)處的(de)(de)質(zhi)點振動情況是由這(zhe)些(xie)波(bo)的(de)(de)相(xiang)互疊(die)加，該質(zhi)點位移是這(zhe)些(xie)波(bo)位移的(de)(de)矢量和。而這(zhe)些(xie)波(bo)過后，繼(ji)(ji)續(xu)保(bao)持(chi)自身頻率、幅值、波(bo)長、傳(chuan)播(bo)方(fang)向(xiang)等性(xing)(xing)質(zhi)繼(ji)(ji)續(xu)前進，這(zhe)就(jiu)是波(bo)的(de)(de)疊(die)加性(xing)(xing)，又稱波(bo)的(de)(de)獨立性(xing)(xing)原理。比較常見的(de)(de)一種是向(xiang)水中(zhong)投入兩個(ge)或以上石子，就(jiu)可以看到以石子為中(zhong)心產生的(de)(de)圓形水波(bo)在相(xiang)遇處疊(die)加，相(xiang)遇后仍按原來(lai)傳(chuan)播(bo)方(fang)向(xiang)保(bao)持(chi)原來(lai)特(te)性(xing)(xing)繼(ji)(ji)續(xu)傳(chuan)播(bo)。

 4. 波的干涉

  多(duo)列波(bo)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)在空間中某處時，其疊加的(de)(de)情形是較為(wei)復雜的(de)(de)，可以合成(cheng)多(duo)波(bo)的(de)(de)干(gan)涉種形式的(de)(de)波(bo)動(dong)。最簡單的(de)(de)一(yi)種疊加就是兩列頻率(lv)相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)，振動(dong)方向相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)，相(xiang)(xiang)(xiang)位差恒(heng)(heng)定(ding)的(de)(de)波(bo)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，介質中部(bu)分(fen)位置的(de)(de)振動(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)互加強(qiang)，而另一(yi)部(bu)分(fen)的(de)(de)振動(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)互減弱甚(shen)至歸零的(de)(de)現象叫作(zuo)波(bo)的(de)(de)干(gan)涉。相(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)條(tiao)件是同(tong)頻率(lv)、同(tong)振動(dong)方向、恒(heng)(heng)定(ding)相(xiang)(xiang)(xiang)位差，對應的(de)(de)波(bo)稱為(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)波(bo)，對應的(de)(de)波(bo)源稱為(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)波(bo)源。

 5. 駐波

  駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)是(shi)干(gan)涉現象的特例。在振幅相同(tong)(tong)的情況下，兩列相干(gan)波(bo)(bo)(bo)在同(tong)(tong)一直線上反向移動疊(die)加后(hou)的波(bo)(bo)(bo)，稱駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)的波(bo)(bo)(bo)腹和波(bo)(bo)(bo)節(jie)位(wei)(wei)置總(zong)是(shi)固定不變的，其相位(wei)(wei)也不隨位(wei)(wei)置變化(hua)故(gu)駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)的波(bo)(bo)(bo)形是(shi)強弱(ruo)相間的，并(bing)且不會(hui)隨著時間變化(hua)，似乎永駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)不動，由此(ci)得(de)名駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)。駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)中相鄰(lin)(lin)波(bo)(bo)(bo)腹或(huo)波(bo)(bo)(bo)節(jie)的距(ju)離為λ/2，相鄰(lin)(lin)波(bo)(bo)(bo)敗與波(bo)(bo)(bo)節(jie)的距(ju)離為λ/4。當待測(ce)(ce)件厚(hou)度(du)為超聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)長的1/2或(huo)整數倍時，入(ru)射(she)(she)波(bo)(bo)(bo)與底面(mian)反射(she)(she)波(bo)(bo)(bo)同(tong)(tong)相，待測(ce)(ce)件內(nei)就會(hui)產生駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)，引起共(gong)振。基于駐(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)波(bo)(bo)(bo)現象，研究人員設計(ji)了共(gong)振式超聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)測(ce)(ce)厚(hou)儀，利(li)用測(ce)(ce)得(de)的共(gong)振頻率來檢測(ce)(ce)各(ge)類材料的厚(hou)度(du)。