圖 " "表面波
（）板波。板波又稱蘭姆波。當板材的厚度與超聲波的波長相當時，在彈性薄板中傳播的超聲波稱為板波。板波傳播時，薄板的兩表面和板中間的質點都在振動，聲場遍及整個板的厚度。薄板兩表面質點振動是縱波和橫波的組合，質點振動軌跡為一橢圓。在薄板中間也有波傳播，板波按其傳播方式又可分為對稱型板波（ %型）和非對稱型（&型）板波兩種，其波形如圖 " "’所示。
圖 " "’板波（(）對稱型板波；非對稱型板波。
（)）
*波的形式（波形）波的形式亦稱波形，它是根據波陣面形狀來區分的。這里討論波陣面的幾何形
•,+•
狀，以便形象地描繪聲源在彈性介質中振動的傳播過程。
聲源在無限大且各向同性的介質中振動時，振動向各方向傳播，傳播的方向稱為波線 ；在某一時刻振動所傳到各點的軌跡稱為波前 "；介質中振動相位相同的所有質點的軌跡稱為波陣面 。
在任何時刻，波前的位置總是確定的，因此任何時刻只能有一個波前，而波陣面的數目卻是任意多的。按波陣面的形狀可把波分成如下幾種：
（）平面波。波陣面為平面的波稱為平面波。一個做諧振動的無限大平面在各向同性的彈性介質中傳播的波是平面波，其波陣面是與聲源平面相平行的。另外，從無窮遠的點狀聲源傳來的波，其波陣面可視為平面，故也稱為平面波。設介質不吸收波的能量，則平面波質點振動的振幅不變，其波動方程為
% &’()( *+ ,’) （-+ +）
（"）球面波。設在各向同性的介質中的 .點為振動中心，即為振動的發源點，由于介質是彈性的，波就向空間四面八方傳播，又因介質各向同性，故沿各個方向傳播的速度都一樣，它的波陣面為球面，這種波稱為球面波，如圖 " +/（ 0）所示。在介質不吸收波的能量時，球面波的振幅要逐漸減小，根據通過各波陣面的平均能流相等的原理，可以證明球面波的波動方程為
% &1 ( *+ ’1 ) （-+ +"）
式中 1為離開聲源的距離； &為距聲源單位距離處的振幅。
（）柱面波。波陣面是同軸圓柱面的波稱為柱面波。其聲源是一無限長的直柱形。波動方程為
% &
’()( *+ ’1 ) （-+ +）1
式中 1、&的物理意義同球面波。
由上述波陣面、波線的定義可知，在各向同性的介質中，波線恒與波陣面垂直。平面波的波線是垂直于波陣面的平行線；球面波、柱面波的波線是以聲源為中心的徑向直線。
二、超聲場的特征量
充滿超聲波的空間叫做超聲場。聲壓、聲強、聲阻抗是描述超聲場特征的幾個重要物理量，即為超聲場的特征量。
2聲壓
超聲場中某一點在某一瞬時所具有的壓強 3與沒有超聲場存在時同一點的靜
•5-4•
態壓強 "之差稱為聲壓 ，單位為帕（ ）或微帕（）。
超聲波在介質中傳播時，介質每一點的聲壓隨時間、距離而變化。如圖 %& %’所示，設超聲場中在一微小面積元 ()上的聲壓為 *，則在此面積元 ()上承受的作用力 + , ()。以 (-表示在 (.時間內波動傳播的距離。根據質點動力學中的動量原理可得
+(. , "/•式中 "/為介質微小體積元（()(-）的質量； 為介質質點振動速度。
圖 % & % ’0 聲壓推導用圖
由波動方程式 1 , 234) . % ( -3 ) 可求出質點振動速度，即
, (5(. , (［234) . % ( (. -3 ) ］ , % 2)67 . % ( -3 )
又 "/ , %()(-
式中 %為介質的密度。
所以
()(. , %()(-[ % 2)67 . % ( -3 ) ]
顯然
(-(. , 3（波速）
, % )67 . % ( -. ) , %38 （ % & % ）
由上式知：聲壓的絕對值與波速成正比，也與角頻率成正比，而 ,9&:，所以聲壓的絕對值也與頻率成正比。故超聲波與可聞聲波相比，其聲壓很大。
•<;•
"聲強在垂直于超聲波傳播方向上單位面積單位時間內通過的聲能量稱為聲強度，簡稱聲強。
當超聲波傳播到介質中的某處時，該處原來不動的質點開始振動，因而具有動能。同時該處的介質也將產生形變，因而也具有位能。超聲波傳播時，介質由近及遠一層接一層地振動，由此可見能量是逐層傳播出去的。
下面僅以縱波在均勻的各向同性的固體介質中傳播為例來近似計算聲強。
考慮固體中一體積元（即一個質點），其截面積為 ，長為 ，其體積 %&。設固體密度為 "，則其質量 ’& "%。當縱波傳播至體積元時，其振動過程中具有能量的形式是動能、位能（彈性位能）互相交替，但總的能量為一常數（能量守恒）。當
速度最大時，其動能即等于總的能量 (。由式 & )*+,-( .) / ) 可知速度振幅為
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