Теорема Снеллиуса.

Трансформация (расщепление и изменение типа) ультразвуковых волн происходит при прохождении ими границы раздела двух сред под некоторым углом. При падении волны на границу раздела сред в общем случае часть энергии проходит во вторую среду, а часть отражается в первую. При нормальном падении (перпендикулярном поверхности раздела) расщепления и изменения типа волны не происходит и та часть энергии, которая проходит во вторую среду, распространяется в ней в том же направлении.

Коэффициент отражения R, характеризующий интенсивность отраженной волны, зависит от акустического сопротивления первой  и второй  сред и определяется по формуле

.

Коэффициент отражения R не зависит от угла падения волны и растет с увеличением разницы акустических сопротивлений сред. Явление отражения ультразвуковой волны от границы перехода в среду с малым акустическим сопротивлением широко используется в ультразвуковой дефектоскопии. Например, при переходе ультразвуковой волны из стали в воздух интенсивность отраженной волны составляет более 90%. Аналогичный эффект возникает при обнаружении внутри металла областей (объемов) с малым акустическим сопротивлением: газовых пузырей, пустот, инородных включений и других несплошностей. Для получения заметного отражения достаточно, чтобы размеры несплошности были соизмеримы с длиной волны. При меньших размерах волна огибает несплошность без существенного отражения.

Переход ультразвуковой волной границы раздела двух сред под некоторым углом сопровождается как отражением и преломлением, так и трансформацией: расщеплением падающей волны и появлением иных типов волн. Так, при падении из первой среды продольной волны  на границу раздела сред под некоторым углом  в общем случае могут возникнуть еще четыре волны. Схема их образования приведена на рис. ниже, где  - падающая и отраженная продольная волна;  - отраженная поперечная (трансформированная) волна;  - преломленная продольная волна;  - преломленная поперечная волна.

Все углы отсчитываются от перпендикуляра к границе в точке раздела волн. Углы прохождения волн во второй среде (углы преломления) определяются ее акустическим сопротивлением. С увеличением угла падения  углы преломления  и  увеличиваются. Углы падения, отражения и преломления связаны со скоростью распространения этих волн соотношением (законом Снелиуса).

При увеличении  до 90° продольная волна во второй среде исчезает. Значение угла падения  в этом случае называют первым критическим углом  (см. рис.). Значение угла падения, при котором во второй среде исчезает и поперечная волна () называют вторым критическим углом .

Если среда I - оргстекло, среда II - сталь, то:

 при

 при

Т.о. диапазон прозвучивания поперечной волной для наклонного датчика .

При  прозвучивания происходит продальной волной.