發(fā)布時間:2024-01-31
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穿透力強,可以用超聲波測距離,就是所說的聲納,還有超聲波的破碎力強,可以用來碎石。下面在詳細介紹下超聲波基本特性頻率在2kHz以上的聲波稱之為超聲波,由于頻率f升高,波長λ變短使得超聲波比普通聲波具有特殊性,
即近似于光的某些特征。如束射性,由一種媒質(zhì)進人另一種媒質(zhì)發(fā)生折射、反射等。同時有很強的被吸收性與衰減性,帶有很強的能量。下面介紹超聲波的幾個主要特征。超聲波的束射性,人耳可感受的聲音是無指向性的球面波,即以聲源為中心呈球面向四周擴散周圍均能聽到聲音。
由于超聲波頻率很高,所以方向性就相對要強,方向性即柬射性。當超聲波發(fā)生體壓電晶體的直徑尺寸遠大于超聲波波長時,則晶體所產(chǎn)生的超聲波就類似于光的特性,緊靠晶體輻射板的一段叫近場區(qū),接近于圓柱狀;離晶本輻射較遠的局部,超聲波以一定的角度擴散,叫遠場區(qū)。聲學(xué)工作者用光衍射法,對醫(yī)用超聲波換能器的聲場顯示做了深入、生動的研究。
由于超聲波具有很強的束射性,超聲波解決時,要注意使用聲頭輻面垂直,對準問題部位。由于超聲波聲頭輻射出的超聲波場中心處較強,愈向外側(cè)愈弱,所以,超聲波使用操作時,一般都要以一定的速度,做小圓周或其它形式的移動,以使部位得到超聲波劑量基本均勻,從而保證效果的良好。
超聲波的透射、反射、折射與聚集,由于超聲波的頻率較高,所以超聲波在定向傳達時,兩種不同媒質(zhì)的分界面上,會呈現(xiàn)類似于光線一樣的透射、反射和折射現(xiàn)象。光線的透射、反射與折射現(xiàn)象是罕見的。
例如,一個黑暗的環(huán)境里將一束光線投身到一個盛滿水的透明玻璃燒杯里,將十分清楚地看到光線在水面上產(chǎn)生的透射、反射與折射現(xiàn)象。采用的光衍射法,也可以清楚地看到超聲波聲束的反射、透射與折射現(xiàn)象。
光的聚集現(xiàn)象是罕見的,如果我手在一個放大鏡,強烈的陽光下,太陽光經(jīng)過放大鏡聚集到一點,就會將這一點上的紙點燃。許多人都做過這個實驗。
超聲波的聚集現(xiàn)象和光線的聚集現(xiàn)象是一樣的利用超聲波聚集裝置可以將超聲波束會聚到一點,從而將超聲波的聲強提高幾倍甚至幾千倍,利用這樣巨大的聲強可以做許多很有意義的工作。
例如:超聲波切割、超聲波鉆孔、超聲波打磨等。超聲波吸收與衰減聲波在各種媒質(zhì)中傳播時,由于媒質(zhì)要吸收掉它一部分能量,所以,隨著傳達路程的增加,聲波的強度會逐漸減弱。頻率越高的聲波,空氣對它吸收越強,所以它傳達的距離較短。
例如上述樂隊中音調(diào)很高的鈴聲;因其頻率很高,空氣對它吸收作用很強,所以傳不遠。反之,對頻率越低的聲波,空氣對它吸收較少。因此,傳達的距離較長。
上述樂隊中音調(diào)低沉的大鼓聲音傳得很遠,正是由于它頻率很低的緣故。聲波在媒質(zhì)中傳播時,被吸收而衰減的另一個特點是對于同一個聲波,當它圍體、液體或氣體,以及各種不同物質(zhì)中傳播時,被吸收的水平也是不同的對于一個頻率固定的聲波,氣體中傳播時,被吸收的厲害。液體中傳播時,吸收的較少。
所以,聲波在空氣中傳播的較短,水中則可傳播的遠一些,而在金屬中則能傳達得很遠。以上關(guān)于聲波吸收的兩個特性,無論對可聽聲,或是對超聲波,都是適用的對于超聲波來講,由于它頻率很高,所發(fā),空氣中傳播時,被吸特別厲害。據(jù)科學(xué)家們實驗,頻率為100億Hz超聲波,離開聲源的一剎那間,馬上會被空氣全部吸收掉。
超聲波在臨床應(yīng)用中,對于超聲波的吸收特性,必需予以足夠的重視。由于超聲波比一般可聽聲有著強大的功率。根據(jù)聲學(xué)工作者的實驗測定,一般的講話聲音的能量是很小的假設(shè)我想用普通說話的能量來燒開一壺水,那么,必需動員700多萬人,連續(xù)大聲喊叫12個小時才行。
超聲波具有的能量,要比一般可聽聲大的多。根據(jù)有關(guān)聲學(xué)實驗測定,頻率為100萬赫茲的超聲波的能量,要比同幅度的頻率為1000赫茲的可聽聲能量大100萬倍。
所以說,擁有巨大的能量,超聲波的一個重要特點。超聲波的許多應(yīng)用,也都是利用它這一特點進行工作的。
為什么超聲波擁有這么強大的功率呢?這是由于聲波到達某一物質(zhì)中時,由于聲波的振動作用,使物質(zhì)中的分子隨便之一起振動,兩者振動的頻率是一致的物質(zhì)分子振動的頻率,決定了該物質(zhì)分子振動的速度,頻率越高,速度越大。
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