超音波の入射角

質問

超音波について質問させて下さい。

アクリルの探触子からアルミに超音波を投入します。
アクリルからは縦波が発生していて、アルミの横波入射角が39度の場合、
アクリルの縦波入射角と、アルミの縦波入射角がどうなるか教えてください。

自分なりにスネルの法則を使って計算した結果、
アクリルの角度は34度、アルミの縦波は全反射となるのですが、
教官との答えが合わず、分からなくなってしまいました。
よろしくお願いします。

回答No.1

spring135 · ベストアンサー

いずれにしろスネルの法則を使います。2つの物質の界面における反射波の角度、屈折波の角度は以下の式に従います。
　　sinθa/ca=sinθb/cb
ca、cbは弾性波の速度です。物質、縦波、横波をとはず成立します。
よって必要なのは縦波、または横波の速度です。
理科年表によるとアルミニウムの縦波速度は6420m/sec,横波速度は3040m/sec,よって縦波入射角（屈折角）は
　　θb=arc((cb/ca)sinθa)
θa=39度を代入すると右辺は1を超えるため、全反射となります。

アクリル樹脂の縦波速度は2720m/secというデータふがありましたのでこれを使うとθ=34.3度となります。

以上の計算で、違う結果が出る可能性の原因は物質中の縦波、横波の値です。どのような値を使ったかを確認してください。

お礼

早速の回答ありがとうございました！
丁寧な回答で分かりやすいです。
自分が当たっていたことを知り、安堵いたしました。