正如电路中引入电阻抗一样，研究机械振动时，往往引入力阻抗的概念，研究声波传播时，也同样引入声阻抗这个概念。它定义为应力T（或声压p）对体积振速uA的比值，其中A为波束截面
研究声速截面积不变的情况下，使用声阻抗率的概念更为方便，它是声压对振速的比值：
一般说，阻抗率和阻抗都是复数。对于平面声波的情况，只考虑单向传播，则可推导出：
式中：α为衰减系数；K为波数，阻抗率Z为复数，其由介质特性所确定，称为介质的“特性阻抗”，用ZS表示。
对于无衰减的平面波情况，特性阻抗为实数：
此外，从能量观点来研究声波传播时，还往往采用声强I的概念，它是单位时间内通过单位面积传递的声能的平均值：
在前述无衰减平面声波的情况下，声强公式可简化为
式中：pm为声压的最大值。
1.4.2声波的反射和折射平面声波入射到密度和波速不同的两种介质分界面上时，根据反射定律和斯奈尔（Snell）折射定律，一部分能量的波反射回第一介质，且波的反射角等于入射角，另一部分能量的波进入第二介质，且入射角和折射角正弦之比等于两种介质的波速之比，这个比值称为第一介质对于第二介质的折射率。
1.垂直入射情况声波传播途径如图1.8所示。
图1.8波垂直入射二层介质模型
根据能量守恒定律，应有IA=I1A+I2A，垂直入射情况，截面A不变，故有I=I1+I2，即D+R=1。当两种介质的特性阻抗相差较远时，即Z1≫Z2（固体和气体的界面），或者Z1≪Z2（气体和固体界面），则有p1m≈pm、I1=I、I2=0、D≈0，即波几乎全部反射，没有折射。因此，当声波在固体和气体分界面时，声波能量几乎100%被反射；当两种介质的特性阻抗相近时，即Z2=Z1、R=0、D=1，声波能量几乎100%透射到第二种介质，入射波全部转变为透射波。图1.9为反射系数R、透射系数D与界面材料波阻抗的变化关系图。
图1.9反射系数R、透射系数D与界面材料波阻抗的变化关系图
图1.10波垂直入射三层介质模型
对于三层介质中的垂直入射情况，如图1.10所示，入射波、反射波和折射波之间仍服从反射及折射定律。但由于各层介质中波的叠加，情况较为复杂，计算公式有了一定的变化。设介质Ⅰ和介质Ⅲ间夹有厚度为d的介质Ⅱ，它们的特征阻抗分别为Z1、Z2和Z3。当第Ⅰ介质中沿x正向行进的声波垂直入射到分界A时，一部分能量反射回介质Ⅰ，与入射波叠加，另一部分能量透过界面A进入介质Ⅱ，但到达分界B后，又发生反射和折射，故在介质Ⅱ中存在正负方向波的叠加，只有一部分声波能量透过界面B进入介质Ⅲ。
不考虑介质的吸收衰减，根据界面A和B的压强及振速的连续条件，可推导出第Ⅰ介质经由第Ⅱ介质至第Ⅲ介质的声压透射系数和声强透射系数：
式中：k2为通过第Ⅱ介质中的波数，k2=，d为距离；λ2为第Ⅱ介质中声波波长。
声波检测中往往要求声波能穿透一定厚度的透声层，使得声波能量几乎能全部透过这层介质，这样研究波的穿透特性才具有实际意义。
当第Ⅰ介质和第Ⅲ介质的特性阻抗不相等时，即Z1≠Z3，为使D1—3=1，往往采用k2d=（2n+1，即d=（2n+1，n为正整数。这就是说要使第Ⅱ介质的厚度相当于其波长的奇数倍。为减少介质的吸收衰减，则应是厚度d为最小，即有d=。代入式（1.45），有
令D1-3=1，则
从式（1.46）可以知道，当Z1≠Z3时，为减少第二层介质对波的吸收衰减和波的反射，其条件是第二层介质的特性阻抗Z2为第一层介质特性阻抗Z1和第三层介质特性阻抗Z3的几何平均值，而其厚度为波长。当Z1=Z3，则式（1.45）可变为
为使透射系数D=1，可采取三种方法。
第一种方法：令三层介质的特性阻抗相等，即z1=z2=z3。
第二种方法：令sink2d=0，cosk2d=1，则有k2d=nπ，d=，为减少第二层介质的吸收衰减，其厚度为最小，则d=，称“半波透声层”。
第三种方法：令k2d≤0，则k2d≪1。这就要求d≪λ2，亦即用尽可能使d→0，所以叫“薄膜透声层”。
2.斜入射的情况对于两种半无限平面流体分界面的情况，入射波以入射角为θ角斜入到分界面上，将发生反射和折射，如图1.11所示，反射波将按反射角θ1的方向返回第一介质，折射波将按折射角θ2的方向在第二介质中传播，并满足斯奈尔定律，有
图1.11波斜入射的二层介质模型
当上述公式中θ=0°时，则上述公式简化为垂直入射情况相应的公式。
当c2＞c1时，入射角有一临界角θc，即当θ=θc时，折射角θ2=90°，此时有
当入射角大于临界角，即θ＞θc时，在界面上只产生反射波，而无折射波，称为“全反射”。
对于两种半无限平面固体分界面的情况，入射波以入射角为θ角斜入到分界面上，除产生与入射波同类型的反射波和折射波外，还发生波的转换。设界面为XOY，即Y平面，如图1.12所示。
图1.12反射和折射示意图
在纵波斜入射的情况下，一般说来有两种折射波，两种反射波。为便于区分，用下标P、S分别代表P波和S波，下标1和下标2分别代表第一层介质和第二层介质。利用分界面的应力和振速满足连续条件，则可推导出下述三种情况下折射波、反射波和入射波之间的关系：
第一种情况：当入射波为P波根据界面的应力与振速连续条件、波的反射定律和折射定律，可得到入射波、折射波和反射波传播方向的关系：
在任何介质中，纵波速度均大于横波速度，即cP＞cS。因此，当c1P＞c2P时，除θ1P=θP外，其余θ1S、θ2P和θ2S均小于θP。表明：纵波斜入射到两介质的分界面时，将产生反射纵波、反射横波以及折射纵波和折射横波。
当θP＞θcP（第一临界角）时，无折射纵波。
当θP＞θcS（第二临界角），无折射横波。
第二种情况：入射波为横波，其振动方向垂直于xoy平面，沿Y轴方向的法向应力和振速满足连续条件，则只产生反射横波和折射横波，不产生转换纵波。
第三种情况：入射波为横波，振动方向在xoy平面内法向方向和切向方向均满足应力和振速的连续条件，波的传播方向关系：
从式（1.48）可以看出，反射横波总是存在的，但在下面三种临界角情况下，不会产生反射纵波、折射纵波，甚至不会产生折射横波
当横波入射角大于反射纵波临界角，即θS＞θc1，无反射纵波。
当横波入射角大于折射纵波临界角，即θS＞θcP，无折射纵波。
当横波入射角大于折射横波临界角，即θS＞θcS，无折射纵波和折射横波。
对于固体和流体的分界面，由于横波不能在流体中传播，故当第一层介质为流体时，在界面处无反射横波，只有反射纵波；当第二层介质流体时，则界面处可能产生反射横波、反射纵波和折射纵波。