探究声波与界面相互作用的过程与结果
声波在传播时会受到两种具有不同弹性特性介质交界面的限制。当携带平面波波前的声波撞击到两种无限介质的分界面时，部分声波会以平面波的形式被反射回来，而另一部分会穿透这个界面（如图28所示）。反射波的声压pr与入射波的声压pe之间的比例被定义为反射系数R：
透射波的声压pd与入射波的声压pe之间的比值定义为透射系数D:
影响反射系数R和透射系数D的幅值的主要因素是两种介质的声阻抗，分别用Z1 = p1c1和Z2 = p2c2表示（见方程式25和26）。相关的调查结果和数据可以在表1中找到。
方程式 (25) 和 (26) 之间的关系式是 (27):
当声波穿过界面时，通过界面的声压与反射声压的振幅之和不会等于1，这意味着它们加起来不等于入射波的声压。这个规律只适用于能量的计算。
如果将界面的排列顺序颠倒过来（这在使用回波法时是必需的），我们可以得到一个修改后的公式（记作25’）：
反射波的振幅大小保持不变，但是其相位会发生颠倒。
由于兰德系数D或R’以及D’代表的是比率，因此它们也可以用分贝（dB）值来表示。以声波从钢材传播到水中的情况为例：
在这个例子中，反射波的振幅相比于入射波的振幅仅减少了0.6分贝（dB），这几乎可以视为是理想的反射情况。
当声波从钢材穿过进入水中时，其声压比入射波的声压低大约24分贝（dB）。如果声波以一定角度撞击界面，反射波和穿过界面的声波的计算会变得更加复杂。此外，还需要考虑倾斜撞击的另一个重要因素：根据斯涅耳折射定律（如图29所示），声波在通过界面时会发生折射，这改变了声波的传播方向。
在固体介质中，当声波在界面上发生折射时，还会伴随着波型的转换。如图29所示，入射的纵波在第二介质中会产生折射纵波和折射横波。在这种情况下，施应用折射定律，具体表述为公式(32)：
如果 sin ß long = 1，则极限角为（图 30）方程式 (33):
当折射角a超过临界角a时，在介质2中将不再产生纵波，只会形成横波。当sin f trans等于1时，这意味着存在第二个极限角a”（如图31所示），这可以通过方程式(34)来描述:
当折射角超过极限角a”时，在介质2中不仅不存在纵波，也不会有横波，只有表面波存在，并且这些表面波仅存在于界面处。使用折射定律，我们可以计算折射波的传播方向，但无法确定其振幅大小。此外，折射定律也无法解释为什么横波在经过反射或折射后始终保持线性极化。
在超声波检测的实际操作中，面临着更为复杂的问题：不存在无限大的平面波波前。声束是有限的，声波波前也不是完全的平面。尽管如此，界面反射依然是材料超声波检测中最关键的现象之一。在使用斜探头（如图11所示）时，可以选择一个大于a’的折射角度，以便在材料中产生一个线性极化的横波。通过观察反射波在极限角附近的表现，可以评估材料的弹性特性（即临界角反射率）。
