无限长（远大于波长）的线状直柱振子发出的超声波形成柱面波波阵面，柱面波的声强与距离声源的距离成反比，即声压与距离声源的距离的平方根成反比。
无限大平面振子发出的超声波形成平面波波阵面，声压将不随距离声源的距离变化而变化。事实上，由于介质中声能吸收现象的存在，声压是不可能保持为衡量的。当声源平面的长、宽尺寸远远大于波长时，就可以近似地认为它发出的是平面波。
对于圆盘形辐射体，其发出的超声波波阵面介于球面波与平面波之间，称为活塞波。 图1-1-3示出了各种波阵面的示意图。 §1-1-2-2按振动的持续时间分类
超声波检测中利用了连续波与脉冲波。
连续波传播时介质中各质点作相同频率的连续谐振动，是一种连续地、不停歇振动的超声波，通常具有单一的频率，一般用于穿透法、共振（谐振法，利用频率可调的超声波）以及共振（谐振）法测厚。
脉冲波传播时介质中各质点是有一定持续时间的间歇振动，其振动频率是多个不同频率连续波的叠加，按一定重复频率间歇发射的前后不存在其他声波的很短的一列超声波，一般用于脉冲反射法、脉冲穿透法检测。
图1-1-4示出了连续波与脉冲波的示意图。
头波和爬波
图1-1-2各种波型示意图
图1-1-3各种波阵面的示意图
图1-1-4连续波与脉冲波的示意图
§1-1-3超声波在介质中的传播特性
§1-1-3-1超声波的传播速度、波长与频率的关系
超声波在介质中的传播速度C（与介质、波型等有关，在不同介质中以及不同的超声波波型具有不同的传播速度）、振动频率f（单位时间内完成全振动的次数，以每秒一次为1个赫兹-Hz）和超声波的波长λ（超声波完成一次全振动时所传递的距离，或者说相同相位的相邻点之间的距离，或者说一个特定点与相邻的相应点之间的距离）三者有如下关系：C=λ·f，式中：λ为波长（m），f为频率（Hz），C为声速（m/s）。
应当注意C=λ·f式是一个数学量的关系式，不能认为增高频率或者加大波长就能增大声速，因为在不同介质中以及不同的超声波波型具有不同的传播速度，例如在同一材料钢或铝中，横波、纵波、瑞利波的声速差异有：钢：cs≈0.55cL；cR≈0.92cs； 铝：cs≈0.49cL；cR≈0.93cs；式中：cL为纵波速度，cs为横波速度，cR为瑞利波速度。
超声波在介质中传播是通过质点振动实现的，在超声波传播时，介质质点在其平衡位置上往返振动的速度，即质点自身的振动位移速度，这是质点振速，它远小于超声波在介质中的传播速度即声速，质点振速与声速是两个完全不同的概念，声波传播不是把在平衡位置附近振动的质点传走而是把它的振动能量传走。 §1-1-3-2超声波的叠加与干涉
当两个或两个以上的波源发出的超声波同时在一个介质中传播时，如果在某些点相遇，每个波不因其他波存在而改变其传播规律，相遇处质点的振动是各个波在该点激发振动的合成，合成声场的声压等于各个超声波声压的矢量和，此即超声波的叠加原理。
如果发生叠加的超声波波列具有频率相同、波型相同（相同振动方向）、相位相同或者相位差恒定的波源，则合成声压的频率与各列相同，但是幅度不等于各列声波声压幅度之和，而与声波波列的相位差有关，在叠加区的不同地点出现加强或减弱的现象，某些位置上的振动始终加强，在另一些地方的振动始终减弱或者完全抵消，这种现象就是超声波的干涉现象。
§1-1-3-3超声波的反射、透射与折射 （1）反射
超声波从第一介质入射到具有不同声阻抗的第二介质时，在两种介质之间的界面上，
入射超声波改变入射方向返回第一介质的现象，称为超声波的反射，这包括是一部分超声波被反射，而另一部分进入第二介质，或者全部的超声波被反射（全反射）两种情况，这取决于超声波的入射角度和两种介质的性质。例如超声波从固体中入射到与空气的界面上时，将发生全反射。
如果超声波垂直入射到两种具有不同声阻抗的异质界面（声束轴线与界面垂直）时，超声波的反射状况可由声压反射系数和声强反射系数表征：
反射波声压与入射波声压之比称为声压反射系数：r=Pr/P0=(Z2-Z1)/(Z2+Z1) 反射波声强与入射波声强之比称为声强反射系数：I=Ir/I0=r2=[(Z2-Z1)/(Z2+Z1)]2 式中：r为声压反射系数，I为声强反射系数，Pr为反射波声压，P0为入射波声压，Ir为反射波声强，I0为入射波声强，Z1为第一介质的声阻抗，Z2为第二介质的声阻抗。
如果超声波倾斜入射到两种具有不同声阻抗的异质界面时，超声波的反射状况要考虑波型以及入射角和反射角的因素：
纵波斜入射：sinαL/cL=sinαL’/cL=sinαt/cS，式中：α
L
为纵波在第一介质中的入射角，
αL’为第一介质中的纵波反射角，αt为第一介质中的横波反射角（当第一介质为固体的情况下才有可能产生反射横波），cL为第一介质中的纵波速度，cS为第一介质中的横波速度。横波斜入射：sinαt/cS=sinαt’/cS=sinαL’/cL，式中：αt为横波在第一介质中的入射角，αt’为第一介质中的横波反射角，αL’为第一介质中的纵波反射角，cL为第一介质中的纵波速度，cS为第一介质中的横波速度。
注意：当第一介质为固体的情况下才有可能有横波存在。由式可见在同一介质中，相同波型情况下的入射角与反射角相等。
在超声波倾斜入射的情况下，声压反射系数和声强反射系数将变成： 声压反射系数：r =(Z2cosα-Z1cosβ)/(Z2cosα+Z1cosβ) 声强反射系数：I=r2=[(Z2cosα-Z1cosβ)/(Z2cosα+Z1cosβ)]2
式中：α-声束入射角，β-声束反射角，Z1-第一介质声阻抗，Z2-第二介质声阻抗。 （2）透射
超声波从第一介质入射到第二介质时，如果两个介质具有相同的声阻抗时，超声波将全部透射到第二介质中，但是如果两个介质具有不同的声阻抗时，则超声波在界面上将同时发生反射与透射，超声波的透射状况可由声压透射系数和声强透射系数表征。
在垂直入射的条件下：
透射波声压与入射波声压之比称为声压透射系数：tp=Pt/P0=2Z2/(Z2+Z1)=1+rp 透射波声强与入射波声强之比称为声强透射系数： ti=It/I0=(Pt2/2Z2)/(P02/2Z1)=4Z1Z2/(Z2+Z1)2
在倾斜入射的条件下：
声压透射系数：tp = 2Z2cosα/(Z2cosα+Z1cosβ)
声强透射系数：ti = 4Z1Z2cosαcosβ/(Z2cosα+Z1cosβ)2，
式中：tp为声压透射系数，Pt为透射波声压，P0为入射波声压，ti为声强透射系数，It为透射波声强，I0为入射波声强，α为声束入射角，β为声束反射角，Z1为第一介质声阻抗，Z2为第二介质声阻抗。
根据能量守恒定律，有I0=Ir+It，即入射声强等于反射声强与透射声强之和。 第一介质与第二介质的声阻抗不同，在有些情况下（例如Z1＞Z2）计算得到声压反射系数为负数时，负号表示反射波相位与入射波相位相反。 （3）声压往复透过率
超声波从第一介质垂直入射到第二介质并在第二介质底面由空气界面完全反射后返回穿过第一、二介质的界面时的返回声压与入射声压之比称为声压往复透过率，这在超声波检测中是经常遇到的情况，因此是很实用的：
声压往复透过率：Tp = 1-rp2 = 4Z1Z2/(Z2+Z1)，式中：Tp为声压往复透过率，rp为第一、二介质界面的反射声压，Z1为第一介质声阻抗，Z2为第二介质声阻抗。 （4）三层平界面时的反射与透射
超声波在声阻抗为Z1第一介质中垂直入射到具有一定厚度的声阻抗为Z2的第二介质，再进入声阻抗为Z3的第三介质的情况下，从第二、三介质界面反射并穿过第一、二