超声波的反射和折射.

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c1与折射波在第二介质中的波速c2之比,即
入射波
介质1 介质2
反射波
a a′
0b
折射波
超声波的反射和折射
sina c1 sin b c2
声波的反射系数和透射系数可分别由如下两式求得:
T
It I0
41c1 2c2 cos2 a
1c1 cos b 2c2 2
R
Ir I0
cos b cos a cos b cos a
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 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 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
角a的正弦与反射角a′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a的正弦与折射 角b的正弦之比,等于入射波在第一介质中的波速
2
T
41c1 2c2
1c1 2c2 2
由 式 $$$ 和 式 可 知 , 若 1c1≈2c2 , 则 反 射 系 数
R≈0,透射系数T≈1,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2c2>> 1c1时,
反射系数R≈1,则声波在界面上几乎全反射,透射
极少。同理1c1>>2c2时,反射系数R≈1,声波在界
面上几乎全反射。如20℃水温时,水的特性阻抗为
1c1=1.48×106Kg/(m2 . s) , 空 气 的 特 性 阻 抗 为 2c2=0.000429×106Kg/(m2 . s) , 1c1>>2c2 , 故 超
声波从水介质中传播至水气界面时,将发生全反射。
2c2
1c1 2c2
1c1
2
式中:I0、Ir、It——分别为入射波、反射波、透射 波的声强;
a、b——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c1和c2
分别为反射波和折射波的速度。
当超声波垂直入射界面,即a=b=0时,则
R
1 1
2c2
1c1 2c2
பைடு நூலகம்1c1
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