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超声波有哪些重要的特性?

2024-04-27 09:22:42      点击:


穿透力强,可以用超声波测距离,就是所说的声纳,还有超声波的破碎力强,可以用来碎石。下面在详细介绍下超声波基本特性频率在2kHz以上的声波称之为超声波,由于频率f升高,波长λ变短使得超声波比普通声波具有特殊性,


即近似于光的某些特征。如束射性,由一种媒质进人另一种媒质发生折射、反射等。同时有很强的被吸收性与衰减性,带有很强的能量。下面介绍超声波的几个主要特征。超声波的束射性,人耳可感受的声音是无指向性的球面波,即以声源为中心呈球面向四周扩散周围均能听到声音。


由于超声波频率很高,所以方向性就相对要强,方向性即柬射性。当超声波发生体压电晶体的直径尺寸远大于超声波波长时,则晶体所产生的超声波就类似于光的特性,紧靠晶体辐射板的一段叫近场区,接近于圆柱状;离晶本辐射较远的局部,超声波以一定的角度扩散,叫远场区。声学工作者用光衍射法,对医用超声波换能器的声场显示做了深入、生动的研究。


由于超声波具有很强的束射性,超声波解决时,要注意使用声头辐面垂直,对准问题部位。由于超声波声头辐射出的超声波场中心处较强,愈向外侧愈弱,所以,超声波操作时,一般都要以一定的速度,做小圆周或其它形式的移动,以使部位得到超声波剂量基本均匀,从而保证效果的良好。


超声波的透射、反射、折射与聚集,由于超声波的频率较高,所以超声波在定向传达时,两种不同媒质的分界面上,会呈现类似于光线一样的透射、反射和折射现象。光线的透射、反射与折射现象是罕见的。


例如,一个黑暗的环境里将一束光线投身到一个盛满水的透明玻璃烧杯里,将十分清楚地看到光线在水面上产生的透射、反射与折射现象。采用的光衍射法,也可以清楚地看到超声波声束的反射、透射与折射现象。


光的聚集现象是罕见的,如果我手在一个放大镜,强烈的阳光下,太阳光经过放大镜聚集到一点,就会将这一点上的纸点燃。许多人都做过这个实验。


超声波的聚集现象和光线的聚集现象是一样的利用超声波聚集装置可以将超声波束会聚到一点,从而将超声波的声强提高几倍甚至几千倍,利用这样巨大的声强可以做许多很有意义的工作。


例如:超声波切割、超声波钻孔、超声波打磨等。超声波吸收与衰减声波在各种媒质中传播时,由于媒质要吸收掉它一部分能量,所以,随着传达路程的增加,声波的强度会逐渐减弱。频率越高的声波,空气对它吸收越强,所以它传达的距离较短。


例如上述乐队中音调很高的铃声;因其频率很高,空气对它吸收作用很强,所以传不远。反之,对频率越低的声波,空气对它吸收较少。因此,传达的距离较长。


上述乐队中音调低沉的大鼓声音传得很远,正是由于它频率很低的缘故。声波在媒质中传播时,被吸收而衰减的另一个特点是对于同一个声波,当它围体、液体或气体,以及各种不同物质中传播时,被吸收的水平也是不同的对于一个频率固定的声波,气体中传播时,被吸收的厉害。液体中传播时,吸收的较少。


所以,声波在空气中传播的较短,水中则可传播的远一些,而在金属中则能传达得很远。以上关于声波吸收的两个特性,无论对可听声,或是对超声波,都是适用的对于超声波来讲,由于它频率很高,所发,空气中传播时,被吸特别厉害。据科学家们实验,频率为100亿Hz超声波,离开声源的一刹那间,马上会被空气全部吸收掉。


超声波治在临床应用中,对于超声波的吸收特性,必需予以足够的重视。由于超声波比一般可听声有着强大的功率。根据声学工作者的实验测定,一般的讲话声音的能量是很小的假设我想用普通说话的能量来烧开一壶水,那么,必需动员700多万人,连续大声喊叫12个小时才行。


超声波具有的能量,要比一般可听声大的多。根据有关声学实验测定,频率为100万赫兹的超声波的能量,要比同幅度的频率为1000赫兹的可听声能量大100万倍。


所以说,拥有巨大的能量,超声波的一个重要特点。超声波的许多应用,也都是利用它这一特点进行工作的。为什么超声波拥有这么强大的功率呢?这是由于声波到达某一物质中时,由于声波的振动作用,使物质中的分子随便之一起振动,两者振动的频率是一致的物质分子振动的频率,决定了该物质分子振动的速度,频率越高,速度越大。



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