理论教育 声波传播的方式及其特点

声波传播的方式及其特点

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:ρv称为波阻抗。当ρ1v1=ρ2v2时,不发生反射。声波遇到不同介质界面时,除一部分反射外,另一部分透过界面,进入第二种介质,并因声波在两种介质中的传播速度不同而使射线方向改变,如图12-6所示。折射波射线彼此平行,折射角等于临界角i,折射线在入射线与法线决定的平面内,并在法线的另一侧,速度为v1。图12-6声波传播方式直达波;绕射波;反射波;透射液;滑行波;折射波

声波传播的方式及其特点

声波在介质中传播有以下方式:

(1)直达波。在同一均匀介质中由振源沿直线到达接收点,路径最短,如图12-6(a)所示。

(2)绕射波。声波在传播路径上遇到结构面时,绕过此不连续面间接到达接收点,如图12-6(b)所示。

绕射的实质由惠更斯原理说明,声波所到之处的每个质点,都可看作新的振源,发出子波。结构面的两端就是这样的点,由它们发出的子波到达接收点,就相当于振源发出的波绕过结构面到达接收点。

(3)反射波。声波通到不同介质的界面发生反射,如图12-6(c)所示。其特点:

①反射线在入射线与法线决定的平面内,入射线与反射线在法线两侧。

②反射角等于入射角

反射系数R即垂直入射时的反射波振幅Af与入射波振幅At之比为

其中,ρi,vi为第i种介质的密度及波速。ρv称为波阻抗。波阻抗差越大,反射系数越大,反射能量越强。当ρ1v12v2时,不发生反射。(www.daowen.com)

(4)透射波。声波遇到不同介质界面时,除一部分反射外,另一部分透过界面,进入第二种介质,并因声波在两种介质中的传播速度不同而使射线方向改变,如图12-6(d)所示。其特点:透射线在入射线与法线决定的平面内,透射线与入射线在法线的两边,

式中,α为入射角;β为透射角;v1为入射介质的波速;v2为透射介质的波速;当v2<v1时,透射线偏向法线;当v2>v1时,透射线偏离法线。

(5)滑行波。当v2>v1时,透射线偏离法线。当入射角α增大到某一值时,透射角β达到90°,此时的透射波沿界面滑行,叫滑行波,如图12-6(e)所示。此时,imgimg,即

式中,α角称临界角,以i表示。

(6)折射波。滑行所到之处的质点又成为新的振源,向第一介质发出声波,为折射波,如图12-6(f)所示。折射波射线彼此平行,折射角等于临界角i,折射线在入射线与法线决定的平面内,并在法线的另一侧,速度为v1

图12-6 声波传播方式

(a)直达波;(b)绕射波;(c)反射波;(d)透射液;(e)滑行波;(f)折射波

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