图2-41 平面波在曲界面上的反射

1.平面波在曲界面上的反射

当平面波入射到曲界面上时，其反射波将发生聚焦或发散，如图2-41所示。反射波的聚焦或发散与曲面的凹凸（从入射方向看）有关。凹曲面的反射波聚焦；凸曲面的反射波发散。

（1）入射到平面 平面波入射到球面时，其反射波可视为从焦点发出的球面波。在曲轴线上距曲面顶点x处的反射波声压为

式中 f——焦距，f=r/2（r为曲率半径）；

x——轴线上某点至顶点的距离；

P₀——顶点处入射波声压；

±——“+”用于发散，“-”用于聚焦。

（2）入射到柱面 平面波入射到柱面时，其反射波可视为从聚焦轴线发出的柱面波。在曲面轴线上距曲面顶点x处的反射波声压为

实际检测中，球形、柱形气孔的反射就属于以上两种情况。(www.daowen.com)

2.平面波在曲界面上的折射

平面波入射到曲界面上时，其折射波（即透射波）也将发生聚焦或发散现象，如图2-42所示。这时折射波的聚焦或发散不仅与曲面的凸凹性有关，还与界面两侧介质的波速有关。由折射定律，对于凹曲面（从入射方向看），当c₁<c₂时聚焦，当c₁>c₂时发散；对于凸曲面，当c₁>c₂时聚焦，当c₁<c₂时发散。

（1）入射到球面时 平面波入射至球面时，其折射波可视为从焦点发出的球面波，曲面轴线上距曲面顶点x处的折射波声压为

式中 t——声压透射率；

f——焦距，f=r/（1-c₂/c₁）；

±——“+”用于发散，“-”用于聚焦。

图2-42 平面波在曲界面上的折射

（2）入射到柱面 平面波入射到柱面时，其透射波可视为从焦轴发出的柱面波，轴线上x处的折射波声压为

实际检测用的水浸聚焦探头就是根据平面波入射到c₁>c₂的凸面上，折射波发生聚焦的特点来设计的，如图2-42c所示，按此形状制作的透镜通常称为平凹形声透镜（参见图2-61），此时透镜中声速c₁应大于水介质中声速c₂。这样超声波波束在水中聚焦，可以提高检测灵敏度。