1. 圓盤波源縱波聲場

 在不考慮介質中衰減的情況下，圓盤波源在理想液體介質中振動輻射聲波，其中某一點波源d,在波源軸線上Q點所引起的聲壓為（圖2.13)

基于波的疊加原理，整個圓盤波源上各點在Q點引起的聲壓疊加，就是Q點處的聲壓，由此可得到軸線上任一點的聲壓幅值為

波源軸線上的聲壓隨距離變化的情況如圖2.14所示。

 由于波的干涉，在波源附近區域會出現一系列聲壓極大極小值，這片區域稱為近場區，也稱菲涅爾區（Fresnel).在近場區由于波源上各點到軸線上某一點的距離不同，存在波程差，互相疊加時存在相位差，出現互相干涉，進而出現聲壓極大極小值點。

波源到波源軸線上最后一個聲壓極大值間的距離稱為近場區長度，常用N表示。由軸線上任一點的聲壓幅值公式進一步化簡可得極大值出現的位置為

在近場區檢測容易引起誤判，甚至漏檢，因此探傷過程中盡可能避免在近場區檢測。

波源軸線上一點到波源距離大于N的區域稱為遠場區，又稱弗朗合費區（Fraunhofer)。遠場區軸線上的聲壓隨距離增加而單調遞減。當x大于3N時，聲壓、距離兩者成反比，近似球面波，此時聲壓為

這時波源各點到軸線上一點的波程差很小，引起的相位差也很小，干涉非常小，因此在遠場區軸線上看不到聲壓的極大極小值接連出現的現象。

點波源d_s在到波源足夠遠的任一點M(r,θ)引起的聲壓為

圖2.15中點M(r,θ)與波源軸線上同距離處聲壓P(r,0)之比，稱為指向性系數，常用D.表示：

 從圓盤聲源出發，聲源所輻射的能量集中在一定區域內，以束狀傳播，稱為聲束的指向性。用聲束邊緣線與軸線之間的夾角來評價聲束指向性好壞，這個夾角稱為半擴散角，常用θ表示。圓盤聲源聲束如圖2.16所示。

由圖2.17可知：

a. 在聲源軸線上某一點到聲源的距離足夠遠時，這一點所在橫截面上各點的聲壓是不同的，且以軸線上聲壓最高。當缺陷與波束軸線垂直時，儀器上顯示回波最高就是由于這個原因。

b. 在聲束縱波聲場中存在一些聲壓為0的圓錐面。由y=kR，sinθ=3.83 可得

此的θ₀ 稱為第一半擴散角，也稱第一零值發散角，對應的還有y=7.02,10.17,···時稱為第二、第三、···零值發散角。

c. 當y>3.83時，｜D_c |<0.15.說明聲波能量主要集中于第一半擴散角以內，因此通常認為2θ₀ 以內的波束稱為主波束，當缺陷位于主波束范圍內時，才容易發現。

d. 超聲波波源輻射的超聲波是以聲束的形式向外擴散出去的，但實際上并非開始于波源處，而是在波源附近存在的一個未擴散區b,其理想形狀如圖2.18所示。

距離波源大于b的區域成為擴散區，波束在擴散區中會逐漸衰減。

2. 矩形波源縱波聲場

矩形波源振動時在理想液體介質中的縱波聲場與圓盤波源一樣有近場區和未擴散角等。但是在近場區內聲壓分布比圓盤聲源更為繁雜，計算困難，其遠場區聲源軸線上任一點Q(r,0,φ)處的聲壓可以通過液體介質中的聲場理論推導出來，如下：

所以矩形波源發出的縱波聲場與圓盤聲源不同，具有兩個不同的半擴散角，聲場為矩形。