三、声波现象

（一）反射、折射与透射率

声波从一种媒质进入到另一种媒质时，一部分声波被反射回去，另一部分声波穿透界面进入第2种媒质，称为透射。在两种媒质的界面处声波改变方向，这种现象叫声波的折射。

可以想像，当两种媒质的阻抗率相等（即声学上可以看作是同一种媒质）时，能量可以100%地传递到第2种媒质。当两种媒质的阻抗率不同时，就同时存在着声波的反射和透射。平面余弦波从阻抗率为Za的媒质a传递到阻抗率为Zb的媒质b时，透射到媒质b中的能量占全部能量的比率，称为透射率，其公式为：

X（透射率）＝4ZbZa/（Zb＋Za）2

Y（反射率）＝Ir/Ii＝（Zb－Za）2/（Zb＋Za）2

两种媒质的声阻抗率相差越大，反射波的声强越强。空气的特征阻抗为415rayl，水的特征阻抗为148万rayl，反射率Y＝Ir/Ii＝（Zb－Za）2/（Zb＋Za）2可知，Y＝0.999，99.9%的声强被反射回去，只有约0.1%的能量透射到第2媒质中去了。

（二）衍射与散射

两人站在一堵墙的两侧，100Hz、1kHz、10kHz的声波的波长分别为340、34和3.4cm，与墙的尺寸大致相当，可以发生衍射；而光波的波长要小得多，无法衍射过去。因此，“只闻其声，不见其人”，这种现象就是说明衍射现象一个很好的例子。

衍射理论还可以用来研究波源所发射的波的方向。如果在孔隙的位置上安放一个真实的波源，则波源的每一点都发射波动，完全类似于孔隙及其子波。如果波长比波源本身的线度大很多，这一波源可以视为一点波源而发射球面波。如果波长很小，远小于波源本身，可以视为一平面波束，发射的波具有一定的方向性。