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固体介质除了发生体积变形外,还发生切变变形,因此,当其有剪切力交替作用于固体 介质时均能产生横波。表面波:是沿者固体表面传播的具有纵波和横波的双重性质的波。表 振动质点的轨迹为 上的地方,质点振动的振幅已经很微弱了。 气体介质中只能传播纵波, 液体介质中可以同时传播纵波和横被】 固体介质中可以同时传播纵波和横波 (固体表面可以传播表面波) 对于同一种固体材料, 其纵波波速和横波波速的大小 它们由弹性固体介 质的弹性参数(密度、杨氏模量等决定。反之,如果已知超声波的声速,则可以推知固体材 料有关的弹性常数。 与所有的波.样,超声波在两种介质界面上会发生折射和反射。特别地,当超声波要从 波速较授的介质进入波速较快的介 是波型转换:即当两种介 三、超声在介质中的声速测量 已知超声在某种介质中的传播距离,通过测量出超声在介质中的传播时间,则可以计算出 超声在介质中传播的声速:如果已知超声在某种介质中的传播速度,通过测量出超声在介质中 的传播时间,则可以测量出招声在介质中的传播臣离。 透射式测量方法一只超声探头发射一个超声波从介质的一个表面入射进入介质,在介质 的另 个表面透射出去,被另一只超声探头接收,通过示波器观测超声脉冲从发射至接收所 用的时间T。若己知介质两个表面之间的距离5,则可计算出超声在介质中传播的声速V反之 若已知超声在介质中的传播速度V,则可计算出超声在介质中的传播距离: S=VT 1.共振干涉法(驻波法)测量声速的原理(气体: 当二束幅度相同,方向相反的声波相交时,产生干涉现象,出现驻波。对于波束1: F=Acos(o1-2π·X/)、波束2:E=Acos(@t+2πX/),当它们相交会时 叠加后的波形成波束3:F3=2A·cos(2π·X/)·cosot,这里o为声波的角频率,t为 接收到的信号幅度的包络被 图1发射换能海与拨牧换能器之同的面离 经过的时间,X为经过的距离。由此可见,叠加后的声波幅度,随距离按cOs(2π●X/)变 化。如图1所示。压电陶瓷换能器S,作为声波发射器,它由信号源供给频率为数千周的交 流电信号,由逆压电效应发出一平面超声波:而换能器S,则作为声波的接收器,正压电效 应将接收到的声压转换成电信号,该信号输入示波器,我们在示波器上可看到一组由声压信 号产生的正弦波形。声源S,发出的声波,经介质传播到S,在接收声波信号的同时反射部 分声波信号,如果接收面(S,)与发射面(S,)严格平行,入射波即在接收面上垂直反射, 入射波与发射波相干涉形成驻波。我们在示波器上观察到的实际上是这两个相干波合成后在 声波接收器S,处的振动情况。移动S,位置(即改变S,与S,之间的距离),你从示波器显示 固体介质除了发生体积变形外,还发生切变变形,因此,当其有剪切力交替作用于固体 介质时均能产生横波。表面波:是沿着固体表面传播的具有纵波和横波的双重性质的波。表 面波可以看成是由平行于表面的纵波和垂直于表面的横波合成,振动质点的轨迹为一椭圆, 在固体内距表面 1/4 波长处振幅最强,随着深度的增加很快衰减,实际上离表面一个波长以 上的地方,质点振动的振幅已经很微弱了。 气体介质中只能传播纵波, 液体介质中可以同时传播纵波和横波, 固体介质中可以同时传播纵波和横波 (固体表面可以传播表面波)。 对于同一-种固体材料,其纵波波速和横波波速的大小一般不一-样,它们由弹性固体介 质的弹性参数(密度、杨氏模量等决定。反之,如果已知超声波的声速,则可以推知固体材 料有关的弹性常数。 与所有的波- -样,超声波在两种介质界面上会发生折射和反射。特别地,当超声波要从 波速较慢的介质进入波速较快的介质时,还可能发生全反射。超声波在界面传播有一个现象 是波型转换:即当两种介质中的--种为固体时,反射和折射波中可以包含另外类型波的成分。 三、超声在介质中的声速测量 已知超声在某种介质中的传播距离,通过测量出超声在介质中的传播时间,则可以计算出 超声在介质中传播的声速;如果已知超声在某种介质中的传播速度,通过测量出超声在介质中 的传播时间,则可以测量出超声在介质中的传播距离。 透射式测量方法一只超声探头发射一个超声波从介质的一个表面入射进入介质,在介质 的另一个表面透射出去,被另一只超声探头接收,通过示波器观测超声脉冲从发射至接收所 用的时间 T。若已知介质两个表面之间的距离 S,则可计算出超声在介质中传播的声速 V,反之 若已知超声在介质中的传播速度 V,则可计算出超声在介质中的传播距离: S=VT 1. 共振干涉法(驻波法)测量声速的原理(气体): 当二束幅度相同,方向相反的声波相交时,产生干涉现象,出现驻波。对于波束 1: cos( 2 / ) F1 = A• t −  • X  、波束 2:F = A•cos(t + 2•X/) 2 ,当它们相交会时, 叠加后的波形成波束 3:F 2A cos(2 X/ ) cos t 3 = • •  •  ,这里  为声波的角频率, t 为 经过的时间, X 为经过的距离。由此可见,叠加后的声波幅度,随距离按 cos(2•X/) 变 化。如图 1 所示。 压电陶瓷换能器 S1 作为声波发射器,它由信号源供给频率为数千周的交 流电信号,由逆压电效应发出一平面超声波;而换能器 S2 则作为声波的接收器,正压电效 应将接收到的声压转换成电信号,该信号输入示波器,我们在示波器上可看到一组由声压信 号产生的正弦波形。声源 S1 发出的声波,经介质传播到 S2 ,在接收声波信号的同时反射部 分声波信号,如果接收面( S2 )与发射面( S1 )严格平行,入射波即在接收面上垂直反射, 入射波与发射波相干涉形成驻波。我们在示波器上观察到的实际上是这两个相干波合成后在 声波接收器 S2 处的振动情况。移动 S2 位置(即改变 S1 与 S2 之间的距离),你从示波器显示
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