题目
要在工件中得到纯横波,探头人射角α必须:( )A. 大于第二临界角B. 大于第一临界角C. 在第一、第二临界角之间D. 小于第二临界角
要在工件中得到纯横波,探头人射角α必须:( )
A. 大于第二临界角
B. 大于第一临界角
C. 在第一、第二临界角之间
D. 小于第二临界角
题目解答
答案
C. 在第一、第二临界角之间
解析
本题考查超声波探伤中探头入射角与横波产生的关系这一知识点。解题思路是明确第一临界角和第二临界角的定义,以及不同入射角下波的传播情况,从而确定得到纯横波时探头入射角的范围。
在超声波探伤中,当超声波从一种介质(如探头与工件之间的耦合介质)入射到另一种介质(工件)时,会发生折射现象。
- 第一临界角 $\alpha_1$:当入射角 $\alpha$ 等于第一临界角 $\alpha_1$ 时,纵波折射角 $\beta_L = 90^{\circ}$,此时纵波不再进入工件,只有横波进入工件。第一临界角的计算公式为 $\sin\alpha_1=\frac{c_L}{c_L'}$,其中 $c_L$ 是耦合介质中的纵波声速,$c_L'$ 是工件中的纵波声速。
- 第二临界角 $\alpha_2$:当入射角 $\alpha$ 等于第二临界角 $\alpha_2$ 时,横波折射角 $\beta_S = 90^{\circ}$,此时横波不再进入工件。第二临界角的计算公式为 $\sin\alpha_2=\frac{c_S}{c_L'}$,其中 $c_S$ 是工件中的横波声速。
当探头入射角 $\alpha$ 小于第一临界角 $\alpha_1$ 时,进入工件的波既有纵波又有横波;当探头入射角 $\alpha$ 大于第二临界角 $\alpha_2$ 时,没有波能进入工件;只有当探头入射角 $\alpha$ 在第一、第二临界角之间,即 $\alpha_1<\alpha<\alpha_2$ 时,进入工件的波只有横波,也就是能在工件中得到纯横波。