1. 波的種類
從介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向以及波傳播方向的角度，可以將機(jī)械波的種類分為縱波、橫波和表面波。其中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相同的波被稱為縱波，一般用符號(hào)“L”表示。例如擊鼓時(shí)鼓面產(chǎn)生的振動(dòng)，其方向與波的傳播方向就是相同的，所以聲波是一種縱波。實(shí)際上，縱波的傳播是由于介質(zhì)中個(gè)體未發(fā)生壓縮和拉伸的變形，并產(chǎn)生使體元恢復(fù)原狀的縱向彈性力而實(shí)現(xiàn)的。縱波只能在拉伸壓縮的彈性的介質(zhì)中傳播，一般的固體、液體、氣體都具有拉伸和壓縮彈性，因此以上三種介質(zhì)都能傳遞縱波。聲波在空氣里傳播時(shí)，由于空氣微粒的震動(dòng)方向和聲波的傳播方向一致，所以是縱波。固體介質(zhì)不但具有體積彈性外，還具有剪切彈性。其中剪切彈性體現(xiàn)在固體介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變的剪切力會(huì)發(fā)生交變的剪切形變，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)會(huì)發(fā)生含有波峰與波谷的橫向運(yùn)動(dòng)，周圍的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到影響使該振動(dòng)在介質(zhì)內(nèi)傳播。其質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向相垂直，稱為橫波，一般用符號(hào)“T”表示。剪切彈性是固體介質(zhì)的特性，液體介質(zhì)與氣體介質(zhì)并不具備，因此液體介質(zhì)與氣體介質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生橫波。
固體介質(zhì)表面在交變的表面作用力作用下，介質(zhì)表面的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相應(yīng)的縱向振動(dòng)和橫向振動(dòng)。在這兩種振動(dòng)的共同作用下，質(zhì)點(diǎn)繞其平衡點(diǎn)做橢圓運(yùn)動(dòng)，其他質(zhì)點(diǎn)受到該質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)影響，使波在介質(zhì)表面向外運(yùn)動(dòng)，這種振動(dòng)被稱為表面波，用符號(hào)“R"表示。通常認(rèn)為，當(dāng)表面波傳播超過波長(zhǎng)兩倍時(shí)，表面波己停止傳播，此時(shí)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振幅趨近于0。
2. 超聲波理論基礎(chǔ)
機(jī)械波按振動(dòng)頻率由低到高的順序被分為次聲波、聲波和超聲波。超聲波的頻率大于20kHz，它的穿透能力強(qiáng)，能量集中，可以在液體中遠(yuǎn)距離傳播，在醫(yī)療設(shè)備、軍用設(shè)備、工業(yè)生產(chǎn)上有很多的應(yīng)用。超聲波的頻率范圍遠(yuǎn)大于人的聽覺感知范圍，但其在自然界廣泛存在。人耳能感知到的聲波是一種機(jī)械波，同時(shí)也屬于縱波的一種。人耳能聽到的聲波頻率范圍在20Hz-20kHz左右，超聲波屬于疏密變化的機(jī)械波，它能夠在氣體、液體和固體介質(zhì)中遠(yuǎn)距離傳播。在固體中以橫波傳播，在氣體和以縱波傳播。超聲波在空氣中傳播時(shí)，其衰減度隨頻率的增加而變大。
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