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当具有压电效应的材料加载特定的电压后，压电材料将以一定的频率振动，从而产生超声波；反之，当超声波传播到具有压电效应的材料上时，压电材料会以一定的频率振动，从而在压电材料上产生一定的电压，这就是逆压电效应和正压电效应的应用。超声波检测中用到的探头由各种类型的压电晶片组成，通过超声波仪器激发特定的电压加载到探头上，探头中的压电晶片在电压的作用下将以特定的频率振动，从而产生超声波。当超声波探头接收到超声波后，探头中的压电晶片在压电效应的作用下，将会产生一定的电压，该电压通过超声波检测仪放大后进行处理并显示。
超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波检测的物理基础。在超声波检测中，主要涉及几何声学和物理声学中的一些基本定律和概念，如几何声学中的反射、折射定律及波形转换，物理声学中波的叠加、干涉、绕射及惠更斯原理等。深入理解几何声学和物理声学中的有关概念，掌握其中的基本定律，对于灵活运用超声波理论去解决实际检测中的各种问题无疑是十分有益的。