（a）中将试样的横断面补足为三角形，即可看到即使在短边上改变声束入射位置，其实反射波的传播时间是一样的，并且反射波的视在距离等于长边aS。
在铝质试件的情况下，也有同样的表现，但其斜面与入射面的角度是64°。
在超声波实际检测应用中，这种情况主要涉及到位于直角附近有圆柱孔的情况，例如高压泵缸体内壁或模具等，如图1-1-8（b）所示。在检查孔壁裂纹时，
图1-1-8纵波的61°反射
除了缺陷反射回波外，还有距离探测面d1的孔壁回波，当探头移动到某个位置时，会有纵波在孔壁上以45°反射到侧壁的回波，这时该回波大约在距离：d1+d2+2R(1-sin45°)≈d1+d2+0.568R，在移动探头到某个位置时，就会出现上述61°（钢，如果是铝则为64°）反射波，其视在距离（按钢计算）为：
d1+d2tanαL+R{1-tan[(90°-αL)/2]}= d1+1.82d2+0.742R，当d1=d2+=R时，反射波的距离为1:2.57:3.56。实际上，还会有其他由形状引起的反射波以及上述反射波的多次反射波等，在检测时应注意鉴别。 3 横波的角偶反射
图1-1-9所示为折射角60°的横波在端角侧面上反射的情况，在端角侧面上的横波入射角为30°，当探头位置为某个适当位置时，会出现反射产生的反射纵波L2比反射横波T2提前被探头接收（因为纵波速度大于横波速度），在超声波仪器显示屏上出现L2在T2前面的情况，存在时间差△t，在判别缺陷回波时应注意这种情况，避免误判。
图1-1-9横波的角偶反射
例如采用折射角60°的横波探头检测焊缝时，如果遇到较大的根部未焊透，或者检测例如板材、型材的与表面垂直的较深的裂纹，如果它们的高度超过波长，就有可能出现这种角偶反射现象，如果不做正确判别，就有可能导致对缺陷位置的评定发生错误。 §1-1-3-4超声波的衍射与散射
（1）衍射（绕射）
超声波在介质中传播时，遇到异质界面的障碍物（例如缺陷），根据惠更斯原理，在其边缘会有衍射现象发生，
产生新激发的衍射波，从表观上看，能使原来的超声波绕 图1-1-10平面波的衍射（绕射） 过缺陷继续前进，波长对障碍物尺度的比值越大，衍射现象越显著，如果障碍物的尺度远大于波长，虽然仍有衍射现象，但是在障碍物后面会形成声影区（没有超声波的空间区域）。如图1-1-10所示。
在超声波检测中，衍射现象的存在一方面限制了超声脉冲反射法可检出缺陷的最小尺寸（一般以缺陷垂直于声轴线方向的面线度尺寸为缺陷中二分之一波长作为最小可检出尺寸，这与缺陷中的声速和超声波频率相关，在实际应用中，通常近似地取被检工件材料中的波长估算，由于使用的是脉冲波，因此缺陷检出率能够达到更高），另一方面则被利用于测量缺陷的垂直高度（例如棱边再生波法或者TOFD法，以及焊缝检测中评估缺陷长度的端部峰值法，参见后面相关章节）。 （2）散射
超声波在传声介质中遇到诸如材料中的晶粒、晶界、晶界析出物、相质点，甚至晶内相组织等由于成分上的差异以及声速的各向异性，或者媒介物中的悬浮粒子、杂质、气泡等声阻抗（数值上等于声速与密度的乘积）有差异（哪怕是微小的差异）的区域时，构成了超声波反射、折射的条件，成为超声波的散射体，因为发生反射或折射而使原有的超声波束沿着长而复杂的路径连续不断地被分裂或分解，改变原来的传播方向，散乱地向各方向传递，这种现象称为散射。
散射状态与超声波在传声介质中的波长及散射质点（例如平均晶粒直径）的大小有密切关系。在金属材料中，按波长λ和晶粒平均直径 d之比，可以划分为三种散射状况： 瑞利散射：d《λ时，其散射程度与频率的四次方成正比（αS=C2Fd3f4），这是金属中大多数的情况。
随机散射：d≈λ时，其散射程度与频率的平方成正比（αS=C3Fdf2），例如通常在粗晶铸
件中容易出现这种情况。
漫散射：d≥λ时，其散射程度与 成反比（αS≈C4F/d），当晶粒平均直径大到一定程度时，αs反而变小，这相当于遇到了一个单个物体的情况，此时αs与频率无关。对于粗糙表面也是能对超声波产生漫散射的情况，这可以比喻为一束照明光柱（例如汽车灯光）在雨雾中被众多小水珠所散射以致光柱的照射距离大大减小，或者，一束照明光柱投射到一块平板玻璃上将发生有规律的反射，但若投射到一片沙滩上，或投射到一张砂纸上，则反射光就成为无规律的漫反射光一样了。
上面式中的αs为散射衰减系数（反映散射衰减能力的大小），C2、C3、C4为比例常数，F为各向异性因子，d为晶粒平均直径。
由于散射现象的存在，使得垂直于声路上的单位面积通过的声能减少，亦即减弱了原来传递方向上的超声能量，被散射的能量最终变成内耗损失，造成散射衰减。尽管在超声波脉冲反射法检测中这种散射现象的存在不但使得超声波的穿透能力降低，而且还对回波判别带来干扰，但是也可以利用在金属材料中散射超声波的叠加混响返回到超声波探头并被接收后，在超声波探伤仪显示屏上以杂草状回波形式（如草状波、丛状波、林状波等杂波）显示为杂波信号，根据杂波信号的形态与大小（杂波水平评定），也可以作为判断和评价金属材料内部的显微组织形态的判据，如判断粗晶、过热、过烧、高温合金中的碳化物、铁素体/珠光体钢中铁素体与渗碳体的片层间距大小、及组织不均匀等，特别是在航空工业中，杂波水平的评定已经成为例如钛合金锻件超声检测验收标准中的一项重要指标。 §1-1-3-5超声波的衰减
超声波在材料中传递时，随着传播距离的增大，垂直于声路上的单位面积通过的声能会逐渐减弱，这种现象称之为超声波的衰减。
造成超声波能量衰减的因素主要有三个方面： （1）扩散衰减
超声波在介质中传播时，由于声束存在扩散现象，其自身的波前扩散会造成随着传
播距离（声程）的增大而垂直于声束传播方向的单位面积（声束横截面）通过的声能逐渐减小（声能密度减小），此即称为扩散衰减，这是超声波自身的传播特性特性所决定的，其大小与声束扩散角2θ（θ为超声束的半扩散角）有关，即与声束的指向性有关，亦即和探头尺寸及超声波在传声介质中的波长相关。扩散衰减取决于波的几何形状而与传声介质的性质无关，因此不属于材料特性。 （2）散射衰减
散射衰减与传声介质中质点的声阻抗特性均匀性有关，即与材料自身的成分、显微结构特性相关，如与晶粒大小、晶界析出物、晶界形态、晶内相成分等显微组织形态有关，并将最终变成热能损耗，详见1-1-3-4节（2）散射。 （3）吸收衰减
超声波在材料中传递时，能量衰减的另一个重要原因是内吸收造成的衰减，它与传声介质的粘滞性、热传导、边界摩擦、弹性滞后、分子弛豫等机理有关，使得超声能量转变为热能、溶质原子迁移或其他形式的能量而被消耗掉，此外，还有位错运动（如位错密度、长度的变化，空穴与杂质的存在）以及磁畴壁运动、残余应力造成声场紊乱...等等，这些都能导致超声能量的衰减，和散射衰减相对应，我们把这些原因所导致的超声能量衰减统称为吸收衰减。吸收衰减的大小与材料自身的成分、显微组织结构等特性相关，它一般随超声波频率的增大而增加，成正比例关系：αa=C1f，式中αa为吸收衰减系数（反映吸收衰减能力的大小），C1为与晶粒大小和各向异性无关的比例常数，f为超声波频率）。
超声波在材料中的衰减机理很复杂，很难逐一地进行因素分析，因此在超声波检测中是以综合衰减来考虑，假定距离振源X=0处的声压振幅为P0，经过距离X后的声压振幅为PX，则：PX=P0·e-αx，式中的α称为衰减系数，它可以被分为两部分，即：α=αs+αa，式中的αs为散射衰减系数，αa为吸收衰减系数。因此，以α表示的衰减系数是一个材料的综合性参数，包括了吸收衰减和散射衰减两部分，它一般会随超声频率的提高而增大。材料衰减的大小还与材料的温度有关，一般情况下，材料温度越高，衰减越大，这可以
用分子热运动使内耗增大的原理来解释。
应当注意：脉冲超声波具有一定的频带宽度，一定的材料对脉冲波中各谐波频率分量的吸收与衰减能力不同，从而表现在回波频率与发射频率会存在一定差异。
超声波在材料中衰减现象的存在会使缺陷回波幅度降低，也会使检测信噪比降低，影响小缺陷的可探测性和评定缺陷大小的准确性。但是我们也可以通过评定材料对超声波能量衰减的大小变化来评估材料内在质量的均匀性（例如评估金属材料的显微组织形态、混凝土的结构成分等），因此它在超声波检测中是一个不可忽视的重要因素。
超声波在材料中衰减的大小与超声波频率密切相关，实际上是与超声波的波长相关，在同一材料中，即使频率相同而波型不同，具有不同的传播速度，亦即波长不同，则表现出来的超声波衰减也不相同。此外，当声束直径不同、声辐射功率不同的情况下，所测得的材质衰减大小也有一定的区别。
超声波检测中，由于被检工件材质对超声波造成的衰减用衰减系数表示。在实际应用中，多采用在具有上下平行表面的工件上进行多次底波法测定材料的视在衰减系数来表示。详见“第三篇第二章3-2-1节（七）材质衰减”。 §1-1-3-6超声波的速度特性
同一波型的超声波在不同材料中有不同的传播速度，而在同一材料中，不同波型的超声波也有不同的传播速度。由于声速受材质的各向异性、形状及界面的影响，并且根据超声波的振动形式不同而要分别采用各自的弹性模量，因此有：
不同的超声波振动模式对应不同材料中不同的弹性模量（杨氏弹性模量、体积弹性模量、切变弹性模量）以及材料的泊松比（材料在力的方向上出现纵向应变的同时，在