超声场的特征值
超声场：充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质。
声压、声阻抗、声强
声压
声压 $ P $ ：超声场中某一点在某一时刻所具有的压强 $ P_1 $ 与没有超声波存在时的静态压强 $ P_0 $ 之差。
$$ P = P_1 - P_0 $$单位：帕斯卡（$ \mathrm{P_a = 1 N / m^2} $）、微帕斯卡（$ \mathrm{1 P_a = 10^6 \mu P_a} $）
超声场中某一点的声压随时间和该点至波源的距离按正弦函数周期性变化。
声压的幅值与介质的密度、波速和频率成正比。
声阻抗
声阻抗 $ Z $ ：超声场中任一点的声压 $ P $ 与该处质点的振动速度 $ u $ 的比值。
$$ Z = \frac{P}{u} = \frac{\rho c u}{u} = \rho c $$声阻抗的大小等于介质的密度 $ \rho $ 与波速 $ c $ 的乘积。
单位：$ 克/厘米^2 \cdot 秒 $ （$ \mathrm{g/cm^2 \cdot s} $）
同一声压下，声阻抗越大，质点的振动速度越小。
声阻抗随温度的升高而降低。
声强
声强 $ I $ ：单位时间内垂直通过单位面积的声能。
单位：$ 瓦 / 厘米^2 $ （$ \mathrm{W / cm^2} $） 或 $ 焦耳/厘米^2 \cdot 秒 $ （$ \mathrm{J/cm^2 \cdot s} $）
总能量为动能与弹性位能之和。
- 超声波传播过程中，单位体积元所具有的总能量周期性变化。体积元的动能和势能同时最大，同时为零。
- 超声波的声强与频率的平方成正比。
- 在同一介质中，超声波的声强与声压的平方成正比。
分贝与奈培
分贝
贝（尔）（B）：通常规定引起听觉的最弱声强为 $ I_1=10^{-16} \mathrm{W/cm^2} $ 作为声强标准，另一声强 $ I_2 $ 与标准声强 $ I_1 $ 之比的常用对数。
$$ \Delta = \mathrm{lg}(\frac{I_2}{I_1})(B) $$分贝（dB）：1/10 贝
$$ \Delta = 10 \mathrm{lg}(\frac{I_2}{I_1}) = 10 \mathrm{lg}(\frac{(P_2)^2}{(P_1)^2}) = 20\mathrm{lg}(\frac{P_2}{P_1}) $$当超声检测仪的垂直线性较好时，仪器示波屏上的波高与声压成正比。
$$ \Delta = 20 \mathrm{lg}(\frac{P_2}{P_1}) = 20 \mathrm{lg}(\frac{H_2}{H_1}) $$由于 $ \mathrm{lg}(2) \approx 0.30103, \mathrm{lg}(4) \approx 0.6 $
- 当 $ \frac{H_2}{H_1} = 1, \Delta = 0 \mathrm{dB} $ 说明两波高相同时，二者的分贝差为零。
- 当 $ \frac{H_2}{H_1} = 2, \Delta = 6 \mathrm{dB} $ 说明 $ H_2 $ 为 $ H_1 $ 的两倍时，$ H_2 $ 比 $ H_1 $ 高 6 dB.
- 当 $ \frac{H_2}{H_1} = \frac{1}{2}, \Delta = -6 \mathrm{dB} $ 说明 $ H_2 $ 为 $ H_1 $ 的 $ \frac{1}{2} $ 时，$ H_2 $ 比 $ H_1 $ 小 6 dB.
奈培
奈培（NP）：对 $ \frac{P_2}{P_1} $ 或 $ \frac{H_2}{H_1} $ 取自然对数。
$$ \Delta = \mathrm{ln}(\frac{P_2}{P_1}) = \mathrm{ln}(\frac{H_2}{H_1}) (\mathrm{NP}) $$$$ 1(\mathrm{NP}) = 8.68(\mathrm{dB}), 1(\mathrm{dB})=0.115(\mathrm{NP}) $$