波型转换与
反射、折射定律
1.波型转换2.纵波斜入射的反射、折射定律3.横波斜入射的反射、折射定律
1.波型转换当超声波倾斜入射到界面时:除产生同种类型的反射和折射波外;还会产生不同类型的反射和折射波。
2.纵波斜入射的反射、折射定律由于在同一介质中纵波波速不变,因此α’L=αL。又由于在同一介质中纵波波速大于横波波速,因此
2.纵波斜入射的反射、折射定律(1)第一临界角αⅠ:当时,;随着αL增加,βL也增加;当αL增加到一定程度时,βL=90°;这时所对应的纵波入射角称为第一临界角,用αⅠ表示,
2.纵波斜入射的反射、折射定律(2)第二临界角αⅡ:当CS2CL1时,;随着αL增加,βS也增加;当αL增加到一定程度时,βS=90°这时所对应的纵波入射角称为第二临界角,用αⅡ表示,
2.纵波斜入射的反射、折射定律1)当αLαⅠ时,第二介质中既有折射纵波L”又有折射横波S”。2)当αL=αⅠ~αⅡ时,第二介质中只有折射横波S”,没有折射纵波L”,这就是常用横波探头的制作和横波检测的原理。3)当αL≥αⅡ时,第二介质中既无折射纵波L”,又无折射横波S”。这时在其介质的表面存在表面波R,这就是常用表面波探头的制作原理。
2.纵波斜入射的反射、折射定律例如,纵波倾斜入射到有机玻璃/钢界面时,有机玻璃中C11=2730m/s,钢中:C12=5900m/s,CS2=3230m/s。则第一、二临界角分别为:由此可见,有机玻璃横波探头楔块角度αL=27.6°~57.7°,有机玻璃表面波探头楔块角度αL≥57.7°。
3.横波斜入射的反射、折射定律横波倾斜入射时:同样存在第一、二临界角;此外,还存在第三临界角αⅢ。
3.横波斜入射的反射、折射定律因为,所以;随αS增加,α’L也增加;当αS增加到一定程度时,α’L=90°。这时所对应的横波入射角称为第三临界角,用αⅢ表示,
3.横波斜入射的反射、折射定律当时,在第一介质中只有反射横波,没有反射纵波,即横波全反射。例如钢:C11=5900m/s,CS1=3230m/s当αS≥33.2°时,钢中横波全反射。