聲波是物體機械振動狀態(tài)(或能量)的傳播形式。所謂振動是指物質(zhì)的質(zhì)點在其平衡位置附近進行的往返運動。譬如,鼓面經(jīng)敲擊后,它就上下振動,這種振動狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播,這便是聲波。超聲波 是指振動頻率大于20000Hz以上的,其每秒的振動次數(shù)(頻率)甚高,超出了人耳聽覺的上限( 20000Hz) ,人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的,它們的共同點都是-種機械振動,通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會傳播,是一種能量的傳播形式,其不同點是超聲頻率高,波長短,在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有 良好的束射性和方向性,目前腹部超聲成象所用的頻率范圍在2- 5兆Hz之間,常用為3-3.5兆Hz (每秒振動1次為1Hz , 1兆Hz= 10^6Hz,即每秒振動100萬次,可聞波的頻率在16- 20 , 000HZ之間)。超聲波是聲波大家族中的一-員。
頻率高于人的聽覺上限(約為20000赫)的聲波,稱為超聲波,或稱為超聲。
超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律,與可聽聲波的規(guī)律并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。但是超聲波的波長很短,只有幾厘米,甚至千分之幾毫米。與可聽聲波比較,超聲波具有許多奇異特性:傳播特性一超聲 波的波長很短,通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍,因此超聲波的衍射本領很差,它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播,超聲波的波長越短,這一特性就越顯著。功率特性一當聲音在空 氣中傳播時,推動空氣中的微粒往復振動而對微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強度下,聲波的頻率越高,它所具有的功率就越大。由于超聲波頻率很高,所以超聲波與一般聲波相比,它的功率是非常大的??栈饔靡划敵?波在液體中傳播時,由于液體微粒的劇烈振動,會在液體內(nèi)部產(chǎn)生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合, 會使液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用,從而產(chǎn)生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用,會使液體的溫度驟然升高 ,起到了很好的攪拌作用,從而使兩種不相溶的液體(如水和油)發(fā)生乳化,并且加速溶質(zhì)的溶解,加速化學反應。這種由超聲波作用在液體中所引|起的各種效應稱為超聲波的空化作用。
頻率高于2x104赫的聲波。研究超聲波的產(chǎn)生、傳播、接收,以及各種超聲效應和應用的聲學分支叫超聲學。產(chǎn)生超聲波的裝置有機械型超聲發(fā)生器(例如氣哨、汽笛和液哨等)、利用電磁感應和電磁作用原理制成的電動超聲發(fā)生器、 以及利用壓電晶體的電致伸縮效應和鐵磁物質(zhì)的磁致伸縮效應制成的電聲換能器等。
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