2.1 超音波とは

音波は私たちの身の回りのいたるところに存在し、固体、液体、または気体を媒介して伝搬する、単純に編成された機械的振動です。 これは、普段耳で聞こえる音と、探傷に使用する超音波のどちらにも当てはまります。 音波は、予測される方向に向かって一定の速度で媒質を通過し、異なる媒質と接した境界で、単純なルールに応じて反射するか伝搬されます。 これが超音波探傷検査の基礎となる物理法則です。 つまり、超音波は試験体にある亀裂などの欠陥から反射されるため、エコーのパターンを監視することにより、トレーニングを受けたオペレーターは隠れた内部欠陥を識別することができます。

すべての音波は、特定の周波数（または振動数）で振動します。Hz（サイクル毎秒）で表される周波数は、人間は音の高低として知覚します。 人間の可聴範囲の上限は約20,000Hz（20KHｚ）ですが、超音波探傷用途の大半では50万～1,000万Hz（500KHｚ～10MHｚ）の周波数が使用されます。 MHz単位の音波の場合、空気などの気体では伝搬効率が低下しますが、多くの液体や一般的な工業用材料（ほとんどの金属、プラスチック、セラミック、複合材料など）では効率的に伝搬されます。 超音波の音波範囲は可聴音よりはるかに方向性があります。また、波長が短いため、路程にある小さな反射源でも影響をうけやすい性質があります。

音波の速度は、通過する媒質によって異なります。これは、媒質の密度や弾性が影響するためです。 音波のタイプが異なれば、伝搬の速さも異なります（セクション2.3：伝搬モード）を参照）。

超音波探触子