问答题
1、何谓超声波？它有哪些重要特性？
答：频率高于20000HZ的机械波称为超声波。重要特性：
一是可定向发射，在介质中沿直线传播且具有良好的指向性；二是的能量高；三是在界面上能产生反射、折射和波型转换；四是穿透能力强。
2、产生超声波的必要条件是什么？
答：一是要有作超声振动的波源（如探头中的晶片）；二是要有能传播超声振动的弹性介质（如受检工件或试块）。
3、液体中为什么只能传播纵波，不能传播横波？
答：凡能承受拉伸或压缩应力的介质都能传播纵波，液体虽然不能承受拉伸应力，但能承受压应力而产生容积变化，故液体介质可传播纵波。
介质传播横波时，介质质点受到交变的剪切应力作用，液体介质不能承受剪切应力，故横波不能在液体中传播。
4、简述影响超声波的介质中传播速度的因素有哪些？
答：（1）超声波在介质中的传播速度与介质的弹性模量和介质的密度有关。对一定的介质，弹性模量和密度为常数，故声速也是常数。不同介质，声速不同。（2）超声波波型不同时，声速也不一样。同一介质，传播不同类型声波时，声速也不相同。（3）介质尺寸大小及介质温度对声速也有一定影响。
5、简述波的叠加原理？
答：（1）当几列波在同一介质中传播并相遇时，相遇处质点的振动是各列法引起的分振动的合成，任一时刻该质点的位移是各列波引起的分位移的矢量知。（2）相遇后的各列波仍保持它们各自原有的特性（频率、波长、振动方向等）不变，并按照各自原来的传播方向继续前进。（3）波的叠加原理描述了波的独立性，及质点受到几个波同时作用时的振动的叠加性。
6、何谓波的干涉现象？什么情况下合成振幅最大？什么情况下合成振幅最小？
答：（1）两列频率相同，振动方向相同，相位相同或相位差恒定的波相遇时，由于波叠加的结果，会使某些地方的振动始终互相加强，而另一些地方的振动始终互相减弱或完全抵消，这种现象称为波的干涉，产生干涉现象的波称为相干波。干涉现象的产生是相干波传播到空间各点时波程不同所致。（2）当波程差等于波长的整数倍时，合成振幅达最大值。（3）当波程差等于半波长的奇数倍时，合成振幅达最小值。
7、何谓驻波？为什么通常取晶片厚度等于半波长？
答：（1）两列振幅相同的相干波，在同一直线上相向传播时互相叠加而成的波，称为驻波。（2）当介质厚度等于半波长整数倍时，会产生驻波。所以取晶片厚度t=入/2可以形成驻波，产生共振，使合成振幅最大，有利于提高探头辐射超声波的效率。
8、何谓绕射？绕射现象的发生与哪些因素有关？
答：波在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物的边缘继续前进的现象，称为波的绕射（衍射）。
绕射的产生与障碍物的尺寸D1和波长入的相对大小有关。
D1＜＜入时，几乎只绕射，无反射。
D1＞＞入时，几种只反射，无绕射。
D1与入相当时，既反射又绕射。
9、什么是惠更斯原理？它有什么作用？
答：惠更斯原理：介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，其后任意时刻这些子波的包迹就是新的波阵面。
利用惠更斯原理，可以确定不同波源辐射的声波的形状和波的传播方向，可以解释声波在均匀和非均匀介质中传播的许多现象。
10、何谓超声场？超声场的特征量有哪些？
答：充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质，称为超声场。
描述超声场的物理量即特征量有声压、声强和声阻抗。
声压：超声场中某一点在某一瞬时所具有的压强P1与没有超声波存在时同一点的静压强P0之差，称为该点的声压。P=P1-P0。
声强：单位时间内通过与超声波传播方向垂直的单位面积的声能，称为声强，常用I表示。
声阻抗：介质中某一点的声压P与该质点振动速度V之比，称为声阻抗，常用Z表示，Z=P/V，声阻抗在数值上等于介质的密度p与介质中声速C的乘积。Z=p.C。
11、超声波垂直入射到两侧介质不同（Z1≠Z3）的异质薄层（Z2）时，（如探头保护膜），什么情况下声压往复透过率最高？
答：（1）当薄层厚度等于入2/4的奇数倍，薄层介质声阻抗为其两侧介质声阻抗几何平均值时，即Z2=根号内Z1.Z3，声压往复透过率等于1，声小全透射。
（2）当薄层厚度＜入2/4时，薄层愈薄，声压往复透过率愈大。
12、什么是波型转换？波型转换的发生与哪些因素有关？
答：（1）超声波入射到异质界面时，除产生入射波同类型的反射和折射波外，还会产生与入射波不同类型的反射或折射波，这种现象称为波型转换。
（2）波型转换只发生在倾斜入射的场合，且与界面两侧介质的状态（液、固、气态）有关。
13、什么是端角反射？它有什么特征？
答：（1）超声波在工件（或试样）的两个互相垂直的平面构成的直角内的反射，称为端角反射。
（2）端角反射中，同类型的反射波和入射波总是互相平行方向相反。
端角反射中，产生波型转换，不同类型的反射波和入射波互相不平行。
纵波入射时，端角反射率在很大范围内很低。
横波入射时，入射角在30度及60度附近，端角反射率最低。
入射角在35度—55度时，端角反射率高。
14、什么是超声波的衰减？引起超声衰减的主要原因有哪些？
答：超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，超声波的能量逐渐减弱的现象称为超声波的衰减。
衰减的主要原因：
（1）扩散衰减：由于声速的扩散，随着传播距离的增加，波束截面愈来愈大，从而使单位面积上的能量逐渐减少。这种衰减叫扩散衰减。
扩散衰减主要取决于波阵面的几何形状，与传播介质的性质无关。
（2）散射衰减：超声波在传播过程中，遇到由不同声阻抗介质组成的界面时，发生散射（反射、折射或波型转换），使声波原传播方向上的能量减少。这种衰减称为散射衰减。
材料中晶粒粗大（和波长相比）是引起散射衰减的主要因素。
（3）吸收衰减：超声波在介质中传播时，由于介质质点间的内摩擦（粘滞性）和热传导等因素，使声能转换成其他能量（热量）。这种衰减称为吸收衰减，又称粘滞衰减。
散射衰减、吸收衰减与介质的性质有关，因此统称为材质衰减。
15、何谓主声束？什么是声束的指向性？
答：（1）声源正前方声能集中的锥形区域称为主声束。
（2）声源辐射的超声波定向，集中辐射的性质称为声束指向性。
16、简述探伤仪中，同步电路的主要作用？
答：同步电路又称为触发电路，它每秒钟产生数十至数千个触发脉冲，触发探伤仪的扫描电路，发射电路等，使之步调一致，有条不紊的工作，因此，同步电路是整个探伤仪的指挥“中枢”。
17、探伤仪发射电路中的阻尼电阻有什么作用？
答：改变阻尼电阻R0的阻值可改变发射强度，阻值大，发射强度高，发射的声能多。阻尼电阻阻值小，则发射强度低。但改变R0阻值也会改变探头电阻尼大小，影响分辨力。
18、探伤仪的接收电路主要由哪几部分组成？“抑制”旋钮有什么作用？
答：（1）接收电路由衰减器，射频放大器，检波器和视频放大器等几部分组成。
（2）调节“抑制旋钮”可使低于某一电平的信号在荧光屏上不予显示，从而减少荧光屏上的杂波。
但使用“抑制”时，仪器的垂直线性和动态范围均会下降。
19、什么是压电晶体？举例说明压电晶体分为几类？
答：（1）某些晶体受到拉力或压力产生变形时，在晶体界面上出现电荷的现象称为正压电效应。在电场的作用下，晶体发生弹性形变的现象，称为逆压电效应。正、逆压电效应统称为压电效应。能够产生压电效应的材料称为压电材料。由于它们多为非金属电介
压力容器超声波问答题.doc