超声波 衍射(波的衍射对超声检测的影响)

清远珠海灵科超声波丨波的衍射现象是如何发生的？

衍射是指波通过障碍物或孔隙边缘时稍许偏离直线路径而进入边缘后面的几何阴影区的现象。

波的衍射现象是波动的重要特征。

分析波的衍射的物理基础是荷兰科学家惠更斯( Huygens)于1690年提出的惠更斯原理:介质中波动传播到的各点都可以看做是发射子波的波源，在其后任意时刻的波阵面，可由这些新波源发出的子波波前的包络面来决定。

对于衍射问题，运用惠更斯原理，可以对波源辐射声场特性进行分析，也可以对波遇到障碍物时波阵面发生畸变的现象进行解释。

假设：

当一束任意形状的超声波在传播过程中遇到一个障碍物，障碍物上有一个宽度与超声波波长相当的狭缝。

根据惠更斯原理，这时可将狭缝看做新的波源，波前上的所有点都可以看做产生球面子波的点源，经过一段时间后，该波前的新位置将是与这些子波波前相切的包迹面，这样就得到了穿过狭缝的声波是以狭缝为中心的圆形波，其与原来的波阵面无关。

对于各种大小不同的障碍物，都可以利用惠更斯原理得到声波遇到障碍物时波前的变化情况。

当障碍物的尺寸(线度)比声波波长大许多时，声能大部分被反射，从而在障碍物后面形成较明显的声影区。

当障碍物的尺寸比超声波波长小许多时，声波基本上不受影响，继续向前传播，只是声能稍有减弱，这种情况其实就是瑞利散射引起的衰减。

而当障碍物的尺寸与声波波长相当时，其衍射场为具有特殊指向性的图案，这种情况就比较复杂，可将其看做散射来处理。

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