其中 0即称为声压反射率， 2则称为声压透射率。 (为反射声压振幅； 4为透射声
压振幅； 5为入射声压振幅。从以上公式可知： " 6&时，入射和反射的质点振动速度同相。而入射和反射声压反相，总声压相
抵消而减小，故透射声压很小，如图 + ," ,+（ 7）所示。 " 8&时，入射声压和反射声压同相而叠加，故透射声压相当于入射声压和反射
声压之和，如图 + ," ,+（9）所示。 " &时，反射率 0 :，2 "，声波不发生反射，全部透射。 &;倾斜入射当超声波倾斜入射到异质界面上时，不仅会发生反射和折射，还会出现波型转换
的现象。如第一介质为固住（有机玻璃），第二介质为固体（钢）时，其反射、折射及波型转换的情况如图 + ," ,.所示。图 + ," ,.（4）为纵波 <倾斜入射时所产生的反射 •..+•
纵波 "和折射纵波 ，同时发生波型转换，而产生反射横波 "和折射横波 ，它们之间的相互关系符合反射、折射定律。
%)%" )%" )% )% （* +" +",）
&’( &’( &’( &’(" &’(" 式中 为人射角； 为纵波的反射角； 为横波的反射角； " 为纵波的折射角； " 为横波的折射角； %"为纵波在第一介质的传播速度； %"为横波在第一介质中的传播速度； %为纵波在第二介质中的传播速度； %为横波在第二介质中的传播速度。
图 * +" +-.声波化倾斜入射情况
图 * +" +-（/）是横波 从有机玻璃（第一介质）倾斜入射至钢（第二介质）中的情况，同样出现反射横波 "和反射纵波 "及折射横波 和折射纵波 。亦符合几
何光学折射、反射定律。即
% &’( ) %" &’( ) %" &’( ) % &’(" ) % &’(" （* + " + "0）
在式（* + " + ",）中因为 % 和 %"为同一介质纵波声速，所以
% ) %"
故纵波入射角
) 123&’( %" % &’("( )
或
1 ) 123&’( %" % &’("( )
当第二介质的纵波速度大于第一介质纵波速度即 % 4 %" 时，则 " 4
•---•
"(
( 因为 "%&’%&" ) 。
"
当增加时""也增大，直至""’)*+时，在第二介质中只有横波。折射纵波只在界面上传播。当"", )*+时则纵波全部反射在第一介质中，此现象称为全反射。而当 " " ’ )*+时的入射角 称为第一临界角，用 (-表示。
"
(-’ ./0%& 1(（2 3 3(*）
当第二介质中横波速度 1(大于第一介质中纵波速度 "时， " 1, 。同理，在第二介质 " 1 ’ )*+时，横波只在表面传播，此时的入射角 称为第二临界角，用 (-表示。
(-’ ./0%& " （2 3 3(）1(如第一介质为有机玻璃： " ’(4**-5第二介质为钢：纵波速度 "( ’676*-5横波速度 1( ’8(**-5则 -’ (4+8*9；(-’ 6:+2(
四、超声波的衰减
超声波在介质中传播时，随着距。离增加超声波能量逐渐减弱的现象叫做超声
波衰减。其原因主要为超声束扩散、晶体散射、介质吸收消耗了能量。 ;由于扩散引起的衰减超声束在介质中传播因距离增加而扩散，因此超声能量随距离增加而减弱。导
致声压和声强的衰减，这种衰减为扩散衰减。
(;散射衰减遇到工件接触面精糙不平，耦合不好，透入工件声能大为减少。其次是材料晶粒粗大，产生界面反射、散射及波型变换。超声波沿着复杂途径传播下去，又在第二、第三晶界面发生类似的折射，反射、变换波型，因此能量逐渐减弱。但当晶
< <
体直径 <与波长 之比 早为 ** =*时，散射量小， , *则散射产加。散射来重
时，有些不缺陷回波无法与散射回波加以区别，呈理草状散射回波。起声波在晶界上
散射如图（2 3 3:）。 8;由于介质吸收引起的衰减因超声波在介质中传播时，由于介质粘滞性造成质点之间摩擦，使一部分声能转
变为热能，同时，由于介质的热传导，介质的疏密部分之间进行的热变换也导致声能损失，这就是介质吸收现象。由于介质的吸收引起的衰减称为粘滞衰减。 •66:•
第四篇 %飞机的无损检测
图 " "%超声波在晶界上的散射
&衰减系数
超声波在介质中传播时，其声压、声强按指数规律衰减，有 ’(’)* "+,（ " "--） . (.)* "-+,（ " "-/）
式中 ’)和 .)分别为起始声压和声强； ’和 .分别为声波传播 ,距离后的声压、声强； +为衰减系数。
衰减系数 +与超声波频率、传播速度有关，也与介质的粘滞系数、不均匀性和晶粒大小等因素有关，在固体中衰减系数 +包括散射衰减和粘滞衰减，即 +(+0 1+2。
在实际检测工件中，只需定性了解衰减大小的情况，采用下法对衰减予以粗略估计，即在灵敏度不变情况下，依据底面回波高度、底部反射波数目或从透过波高度来估计材料衰减超声波是否严重。如底面回波与透过波的波峰愈高，底波反射次数愈多，则说明材料对超声波的衰减愈小，反之则大。
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