超聲波的基本性質

在日常生活中，人耳能聽到聲音的頻（pín）率範圍大約在20-20kHz之間，而超過20kHz的（de）聲波稱（chēng）為超聲波。超聲波是一種（zhǒng）機械波，因此和其他機械波一樣，它的（de）產生必須（xū）滿足兩個條件，一是有能提供機（jī）械振動的聲源，二是有能夠傳播振動的介質。

超聲波在介（jiè）質（zhì）中的傳播速度與介質的密度（dù）有關（guān），對一個固定的介質，介質密度為常數，因此聲（shēng）速也是常數。對（duì）於不同的介質，有（yǒu）不同的聲速。超聲波的（de）頻率、波長和聲速之間的關係（xì）如下：

λ=c/f

其中λ為超聲波的波長、c為（wéi）超聲波的速度、f為超聲波的頻（pín）率（lǜ）。

超聲波在介質（zhì）中傳播時，當遇見了隻有兩種聲阻抗不同（tóng）的介質界麵，即異質界麵，如氣體/液體界麵（miàn）、氣體/固體界麵、液體/固體界麵以及不同固體界麵（miàn）等，由於兩種（zhǒng）介質的聲阻抗不同（tóng），會產生反射（shè）、折射和衍射等現象。當超聲波入射到一個光滑界麵上時，就會產生反射；若發生在粗糙界麵上時，就會產生波的散射。超聲波通過兩種介質的界麵時，一部（bù）分（fèn）將被界麵反射（shè）回第一介質稱為反射波；另一部（bù）分將通過界麵進入第二介質，稱為透射波。因（yīn）此，可以看出，不管是發生了發（fā）射或者是散射，或者是隨著傳播距離的（de）增加，超聲波的能量都（dōu）會減弱，稱之為超聲的衰減。許多方麵（miàn）的因素諸如聲速的擴展、成聲（shēng）波的散射以及被介質（zhì）吸收都可能導致超聲波的能量衰減。因此，在實際應用中，應避免超聲波衰減過多導致檢（jiǎn）測不（bú）理想（xiǎng）或檢測不（bú）到。