В чем сущность закона Снеллиуса при падении акустической волны на границу раздела двух сред?
Волна частично проходит через границу, а частично отражается от нее. Необходимо принять во внимание не три, а пять волн: падающую, поперечную и продольную отраженные и поперечную и продольную преломленные. Если одна из сред является жидкостью или газом, поперечные волны в ней отсутствуют и общее число волн сокращается.
В случае продольной падающей волны выполнение граничных условий эквивалентно следующему
(закон Снеллиуса):
где cl1, cl2, ct1, ct2 - скорости распространения продольных и поперечных волн в верхней и нижней средах
В чем сущность коэффициентов отражения и прохождения и от чего они зависят?
Коэффициент отражения R определяется как отношение амплитуды отражённой волны и падающей волны:
Коэффициент прозрачности D - это отношение амплитуд прошедшей и падающей волн:
Коэффициенты отражения и прохождения по амплитуде при нормальном падении волны:
На практике чаще используются коэффициенты по энергии
 | |||||
 | |||||
 | |||||
Коэффициент прохождения (отражения) по энергии определяется произведением соответствующих коэффициентов прохождения (отражения) по амплитуде в прямом и обратном направлениях через границу
 |
где Dlt - коэффициент прохождения по амплитуде для падающей продольной и преломленной поперечной волн;
- коэффициент прохождения по амплитуде для падающей поперечной и преломленной в верхнюю среду
продольной волн, проходящих через границу в обратном направлении
Сумма всех коэффициентов отражения и прохождения по энергии равна единице из закона сохранения энергии. Например, при падении продольной волны на границу двух твердых тел
 |
Как используется наличие критических углов в практике контроля?
Первый критический угол b I
При падении продольной волны существует при условии cl1<cl2. Он соответствует условию слияния продольной преломленной волны с поверхностью;
Распространяющаяся вдоль границы неоднородная волна, называемая головной, используется в дефектоскопии. Максимальное значение напряжения головная волна имеет под поверхностью объекта и с ее помощью удается обнаруживать подповерхностные дефекты.
Второй критический угол b II
Существует при условии cl1<ct2 (падает продольная волна) и он соответствует условию слияния с поверхностью преломленной поперечной волны;
В этом случае неоднородная волна подобна поверхностной рэлеевской волне и их трудно отличить друг от друга.
Третий критический угол b III
Угол падения поперечной волны, про котором отраженная продольная волна превращается в неоднородную, при условии ct2<cl2
В этом случае неоднородная волна подобна поверхностной рэлеевской волне и их трудно отличить друг от друга.
Как определить угол падения акустических волн при заданном угле ввода пучка в объект?
В чем особенность нормальных волн в стержнях?
В ограниченных твердых телах (пластинах, стержнях) существуют волны в пластинах (волны Лэмба) и волны в стержнях (волны Порхгаммера). Их общее название - нормальные волны. В направлении, перпендикулярном к поверхности пластины или стержня, нормальные волны как бы образуют стоячую волну. В пластине или стержне определенной толщины могут распространяться различные типы (моды) нормальных волн с различным распределением колебаний по толщине.
Для выяснения физической сущности волн в пластинах рассмотрим вопрос образования нормальных волн в жидком слое. Пусть на слой толщиной h падает извне плоская продольная волна под углом a. Линия AD показывает фронт падающей волны. В результате преломления на границе в слое возникает волна с фронтом CB, распространяющаяся под углом b и претерпевающая многократные отражения в слое. При определенных углах падения a волна, отраженная от нижней поверхности, совпадает по фазе с прямой волной, идущей от верхней поверхности. Это и есть условие возникновения нормальных волн.0
