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文档简介

1、超声波的反射和折射超声波的反射和折射 声波从一种介质传播到另一种介质，在两个介声波从一种介质传播到另一种介质，在两个介质的分界面上一部分声波被反射，另一部分透射过质的分界面上一部分声波被反射，另一部分透射过界面，在另一种介质内继续传播。这样的两种情况界面，在另一种介质内继续传播。这样的两种情况称之为声波的反射和折射，如下页图所示。称之为声波的反射和折射，如下页图所示。 由物理学知，当波在界面上产生反射时，入射由物理学知，当波在界面上产生反射时，入射角角a a的正弦与反射角的正弦与反射角a a的正弦之比等于波速之比。的正弦之比等于波速之比。当波在界面处产生折射时，入射角当波在界面处产生折射时，入

2、射角a a的正弦与折射的正弦与折射角角b b的正弦之比，等于入射波在第一介质中的波速的正弦之比，等于入射波在第一介质中的波速c1与折射波在第二介质中的波速与折射波在第二介质中的波速c2之比，即之比，即0介质介质1介质介质2折射波折射波b b入射波入射波a a反射波反射波a a超声波的反射和折射超声波的反射和折射21sinsincc b ba a声波的反射系数和透射系数可分别由如下两式求得：声波的反射系数和透射系数可分别由如下两式求得：2112211220coscoscoscosccccIIRrabab22211222110coscos4ccccIITtba式中：式中：I0、Ir、It分别为入射

3、波、反射波、透射分别为入射波、反射波、透射波的声强；波的声强；a a、b b分别为声波的入射角和折射角；分别为声波的入射角和折射角； 1c1、 2c2分别为两介质的声阻抗，其中分别为两介质的声阻抗，其中c1和和c2分别为反射波和折射波的速度。分别为反射波和折射波的速度。当超声波垂直入射界面，即当超声波垂直入射界面，即a a=b b=0时，则时，则21122112211ccccR2221122114ccccT 由式由式$和式可知，若和式可知，若 1c1 2c2，则反射系数，则反射系数R0，透射系数，透射系数T1，此时声波几乎没有反射，全，此时声波几乎没有反射，全部从第一介质透射入第二介质；若部从第一介质透射入第二介质；若 2c2 1c1时，时，反射系数反射系数R1，则声波在界面上几乎全反射，透射，则声波在界面上几乎全反射，透射极少。同理极少。同理 1c1 2c2时，反射系数时，反射系数R1，声波在界，声波在界面上几乎全反射。如面上几乎全反射。如20水温时，水的特性阻抗为水温时，水的特性阻抗为 1c1=1.48106Kg/(m2s)，空气的特性阻抗为，空气的特性阻抗为 2c2=0.000429106Kg/(m2s)， 1

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