1. 波的種類
從介質(zhì)中質(zhì)點振動方向以及波傳播方向的角度，可以將機械波的種類分為縱波、橫波和表面波。其中質(zhì)點振動方向與波的傳播方向相同的波被稱為縱波，一般用符號“L”表示。例如擊鼓時鼓面產(chǎn)生的振動，其方向與波的傳播方向就是相同的，所以聲波是一種縱波。實際上，縱波的傳播是由于介質(zhì)中個體未發(fā)生壓縮和拉伸的變形，并產(chǎn)生使體元恢復原狀的縱向彈性力而實現(xiàn)的?？v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，由于空氣微粒的震動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)點受到交變的剪切力會發(fā)生交變的剪切形變，介質(zhì)中的質(zhì)點會發(fā)生含有波峰與波谷的橫向運動，周圍的介質(zhì)質(zhì)點受到影響使該振動在介質(zhì)內(nèi)傳播。其質(zhì)點的振動方向與波的前進方向相垂直，稱為橫波，一般用符號“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)點發(fā)生相應的縱向振動和橫向振動。在這兩種振動的共同作用下，質(zhì)點繞其平衡點做橢圓運動，其他質(zhì)點受到該質(zhì)點運動影響，使波在介質(zhì)表面向外運動，這種振動被稱為表面波，用符號“R"表示。通常認為，當表面波傳播超過波長兩倍時，表面波己停止傳播，此時介質(zhì)質(zhì)點的振幅趨近于0。
2. 超聲波理論基礎
機械波按振動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，能量集中，可以在液體中遠距離傳播，在醫(yī)療設備、軍用設備、工業(yè)生產(chǎn)上有很多的應用。超聲波的頻率范圍遠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械波，同時也屬于縱波的一種。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械波，它能夠在氣體、液體和固體介質(zhì)中遠距離傳播。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，其衰減度隨頻率的增加而變大。
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