2.3 超音波の反射・通過と屈折

16問 • 1年前

ギャンヤンキャン

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次の文は、超音波が鋼の底面に垂直に入射したときの状態について述べたものである。正しいものを一つ選び、記号で答えよ。

底面に接している物質が液体よりも空気の方が超音波はよく反射する。

次の文は,超音波が垂直入射した場合の音圧反射率について述べたものである。正しいものを一つ選び, 記号で答えよ。

炭素鋼溶接部の母材と溶着金属の境界面では,音圧反射率はほとんど0%である。

次の文は,超音波が垂直入射した場合の音圧通過率について述べたものである。正しいものを一つ選び, 記号で答えよ。

炭素鋼と溶接金属が接合している界面では, 超音波はほとんど通過する。

次の文は,超音波縦波が試験体の底面に斜め入射した場合について述べたものである。正しいものを一つ選び, 記号で答えよ。

縦波反射角は,入射角と等しい。

次の文は, アクリル樹脂と鋼との平らな境界面に縦波がアクリル樹脂側から斜め入射した場合について述べたものである。正しいものを一つ選び, 記号で答えよ。

縦波屈折角は,入射角より大きくなる。

次の文は, 超音波横波が試験体の底面に斜め入射した場合について述べたものである。正しいものを一つ選び、記号で答えよ。

横波反射角は, 入射角と等しい。

次の文は、二つの媒質 (固体→固体) の境界面に縦波が斜め入射する場合について述べたものである。正しいものを一つ選び、記号で答えよ。

縦波の臨界角を超えた角度で境界面に縦波が入射するとき, 横波だけが試験体中に屈折する。

図のように, 超音波が媒質1から媒質2に斜めに入射すると, 入射角 α, 反射角β, 屈折角θの間には,下式で表されるようなスネルの法則と呼ばれる法則がある。次の式のうち、正しいものを一つ選び、記号で答えよ。

次の文は,図のように二つの媒質の境界面に超音波が斜めに入射したときの角度について述べたものである。正しいものを一つ選び, 記号で答えよ。

角度 αを入射角という。

図は水中から鋼の表面に超音波が斜め入射したときの反射波及び屈折波を示したものである。図中の [1], [2], [3] の方向に伝搬する波を何というか。適する語句を解答群からそれぞれ一つ選び, 記号で答えよ。

[1]反射縦波, [2]屈折縦波, [3]屈折横波

次の図は,一般的な斜角探触子から鋼中に入射する場合の, 斜角探触子の角度と音速の関係を示したものである。式中の [1] ~ [4] に適するものを解答群からそれぞれ一つ選び, 記号で答えよ。ただし, 鋼中の縦波音速を 5900m/s, 横波音速を3230m/s, アクリル樹脂中の縦波音速を2730m/s, 横波音速を 1430m/s とする。

[1] a), [2] a), [3] b), [4] c)

図のように、縦波がアクリル樹脂から鋼中に屈折した横波となって入射するとき横波の屈折角 0はいくらか。正しいものを一つ選び、記号で答えよ。ただし, アクリル樹脂中の音速は2730m/s, 鋼中の横波音速は3230m/s, 入射角α=53.0度とし, 小数点以下第2位を四捨五入する。

70.9度

次の図は,固体から他の固体へ超音波が斜めに入射したときの反射と屈折の様子を示している。正しいものを一つ選び、記号で答えよ。ただし, 実線は縦波, 破線は横波を表している。

(d)

次の文は, 超音波のモード変換について述べたものである。正しいものを一つ選び、記号で答えよ。

縦波が横波にモード変換すると音速は遅くなる。

次の文は,鋼中を伝搬する縦波が鋼と空気の境界面に斜めに入射する場合について述べたものである。正しいものを一つ選び, 記号で答えよ。

反射波は, 常に縦波と横波が同時に存在する。

次の文は,境界面における超音波の屈折について述べたものである。 [1]~[3] に正しい数値を解答群からそれぞれ一つ選び, 記号で答えよ。 (縦波超音波がアクリル樹脂から鋼に斜めに入射する場合の, 屈折した縦波の屈折角が90 度になる縦波臨界角は [1] 度であり,そのときの横波の屈折角は [2] 度となる。また, 屈折した横波の屈折角が90度になる横波の臨界角は [3] 度となる。ただし, アクリル樹脂の縦波音速は 2730m/s, 鋼の縦波音速は5920m/s, 横波音速は3230m/s とし, 小数点以下は切捨てせよ。)

[1]27, [2]33, [3]57

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