26、如果用探测钢的 K2 探头探测铝,则 K 值会()。A. 大于 2B. 小于 2C. 仍为 2D. 不确定
A. 大于 2
B. 小于 2
C. 仍为 2
D. 不确定
题目解答
答案
解析
本题考查超声检测中探头K值在不同材料中的变化情况,解题关键在于理解K值的定义以及声速对其的影响。
1. 明确K值的定义
在超声检测中,探头的K值定义为探头折射角$\beta$的正切值,即$K = \tan\beta$。根据折射定律$n_1\sin\alpha = n_2\sin\beta$(其中$n_1$、$n_2$分别为两种介质的声速倒数,$\alpha$为入射角,$\beta$为折射角),在探头入射角$\alpha$固定的情况下,折射角$\beta$与两种介质的声速有关。
2. 比较钢和铝的声速
钢的声速$c_{钢}$约为$5900m/s$,铝的声速$c_{铝}$约为$6300m/s$,即$c_{铝}>c_{钢}$。
3. 分析K值与声速的关系
由折射定律$n_1\sin\alpha = n_2\sin\beta$,可变形为$\sin\beta=\frac{n_1}{n_2}\sin\alpha=\frac{c_{2}}{c_{1}}\sin\alpha$(其中$c_1$为探头所在介质声速,$c_2$为被检测材料声速)。当探头从钢($c_{钢}$)探测到铝($c_{铝}$)时,入射角$\alpha$不变,$c_{铝}>c_{钢}$,则$\frac{c_{铝}}{c_{钢}}>1$,所以$\sin\beta_{铝}=\frac{c_{钢}}{c_{铝}}\sin\alpha<\sin\beta_{钢}$。
因为正弦函数$y = \sin x$在$0<x<90^{\circ}$时是单调递增的,所以$\beta_{铝}<\beta_{钢}$。
又因为$K = \tan\beta$,正切函数$y=\tan x$在$0<x<90^{\circ}$时也是单调递增的,所以$K_{铝}=\tan\beta_{铝}<\tan\beta_{钢}=K_{钢}$。已知在钢中$K_{钢} = 2$,所以在铝中$K$值小于$2$。