超聲波與生物有什麼區別

❶ 什麼是超聲波

超聲波是頻率高於20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強，易於獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大約等於人的聽覺上限而得名。

❷ 超聲波和次聲波有何異同，如何應用

一、超聲波

特點：

1、超聲波在傳播時，方向性強，能量易於集中。

2、超聲波能在各種不同媒質中傳播，且可傳播足夠遠的距離。

3、超聲波與傳聲媒質的相互作用適中，易於攜帶有關傳聲媒質狀態的信息診斷或對傳聲媒質產生效用及治療。

4、超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播。

5、超聲波可傳遞很強的能量。

6、超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現象。

相關應用：

1、細胞破碎

超聲波破碎細胞有操作簡單，重復性好，節省時間等優點，多用於微生物和組織細胞破碎。超聲波頻率高於15-20KHz，在菌懸液中形成空化效應，使細胞產生急劇震盪而導致破裂，用於提取細胞內含物，如：大腸桿菌制備酶等。

2、超聲波化學合成

超聲波的空化效應過程中，空氣泡產生高達5000K的高溫，大於200MPa的壓力。這就成為超聲波化學合成的能量來源，利用這些能量可以在一些微粒表面合成出納米粒子。

3、超聲波在化妝品領域的應用

超聲波對化妝品的乳化和分散效果，形成更小的乳化微粒，使化妝品更深入滲透到肌膚層中，讓肌膚更好吸收，發揮更好的效力和作用。使用超聲波分散，在不需要使用乳化劑的情況下就能使蠟及石蠟乳化，化妝水等油的微粒子分散，微粒直徑可以在1um以下。

4、超聲波對酒的醇化—催陳技術

新酒的口感辛辣，味道差，需要經過較長時間的儲存陳化，產生一系列的物理和化學變化及締合過程，使辛辣、刺激性變小，酒味甘綿柔和，香味增加，口味協調，即為生酒的老熟。通過使用17.5-22KHz的超聲波處理5-10min，可以酒的老熟時間縮短1/3到1/2。

5、超聲波清洗

超聲波清洗是基於空化作用，即在清洗液中無數氣泡快速形成並迅速內爆，由此產生的沖擊將浸沒在清洗液中待清洗物體表面的污物剝落下來。隨著超聲波頻率的提高，氣泡數量增加而爆破沖擊力減弱，因此，高頻超聲波特別適用於小顆粒污垢的清洗，而不破壞其工作表面。

二、次聲波

特點：

1、次聲波的特點是來源廣、傳播遠、能夠繞過障礙物傳得很遠。次聲的聲波頻率很低，在20Hz以下，波長卻很長，傳播距離也很遠。它比一般的聲波、光波和無線電波都要傳得遠。

2、次聲波具有極強的穿透力，不僅可以穿透大氣、海水、土壤，而且還能穿透堅固的鋼筋水泥構成的建築物，甚至連坦克、軍艦、潛艇和飛機都不在話下。

3、次聲波的傳播速度和可聞聲波相同，由於次裂沖聲波頻率很低。大氣對其吸收甚小，當次聲波傳播幾千千米時，其吸收還不到萬分之幾，所以它傳播的距離較遠，能傳到幾千米至十幾萬千米以外。

應用：

1、利用所接收到的被測聲源產生的次聲波，可以探測聲源的位置、大小和研究其他特性。例如，通過接收核爆炸、火箭發射或者台風產生的次聲波，來探測出這些次聲源的有關參量。

2、次聲波在大氣層或雹中傳播時，很容易受到大氣介質的影響，它與大氣層中的風和溫度分布等因素有著密切的聯系。因此，可以通過測定自然或人工產生的次聲波在大氣中的傳播特性，探測出某些大規模氣象的性質和規律。這種方法的優點在於可以對大范圍大氣進行連續不斷的探測和監視。

3、人和其他生物不僅能夠對次聲波產生某些反應，而且他（或它）們的某些器官也會發出微弱的次聲波。因此，可以利用測定這些次聲波的特性來了解人體或其他生物相應器官的活動情況。

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國內方面發展：

國內在超聲治療領域起步稍晚，於20世紀50年代初才只有少數醫院開展超聲治療工作，從1950年首先在北京開始用800KHz頻率的超聲治療機治療多種疾病。

至50年代開始逐步推廣，並有了國產儀器。公開的文獻報道始見於1957年。到了70年代有了各型國產超聲治療儀，超聲療法普及到全國各大型醫院。

40多年來，全國各大醫院已積累了相當數量肆團殲的資料和比較豐富的臨床經驗。特別是20世紀80年代初出現的超聲體外機械波碎石術和超聲外科，是結石症治療史上的重大突破。

如今已在國際范圍內推廣應用。高強度聚焦超聲無創外科，已使超聲治療在當代醫療技術中占據重要位置。而在21世紀(HIFU)超聲聚焦外科已被譽為是21世紀治療腫瘤的最新技術。

❸ 聲波殺死生物原理

超聲波是物質介質中的一種彈性機械波，它是一種波動形式，因此它可以用於探測人體的生理及病理信息，既診斷超聲。同時，它又是一種能量形式，當達到一定劑量的超聲在生物體內傳播時，通過它們之間的相互作用.超聲波是物質介質中的一種彈性機械波，它是一種波動形式，因此它可以用於探測人體的生理及病理信息，既診斷超聲。同時，它又是一種能量形式，當達到一定劑量的超聲在生物體內傳播時，通過它們之間的相互作用，能引起生物體的功能和結構發生變化，即超聲生物效應。超聲對細胞的作用主要有熱效應，空化效應和機械效應。熱效應是當超聲在介質中傳播時，摩擦力阻礙了由超聲引起的分子震動，使部分能量轉化為局部高熱（42-43℃），因為正常組織的臨界致死溫度為45.7℃，而腫瘤組織比正常組織敏感性高，故在此溫度下腫瘤細胞的代謝發生障礙，DNA、RNA、蛋白質合成受到影響，從而殺傷癌細胞而正常組織不受影響。空化效應是在超聲照射下，生物體內形成空泡，隨著空泡震動和其猛烈的聚爆而產生出機械剪切壓力和動盪，使腫瘤出血、組織瓦解以致壞死。另外，空化泡破裂時產生瞬時高溫（約5000℃）、高壓（可達500×104Pa），可使水蒸氣熱解離產生.OH自由基和.H原子，由.OH自由基和.H原子引起的氧化還原反應可導致多聚物降解、酶失活、脂質過氧化和細胞殺傷。機械效應是超聲的原發效應，超聲波在傳播過程中介質質點交替地壓縮與伸張構成了壓力變化，引起細胞結構損傷。殺傷作用的強弱與超聲的頻率和強度密切相關。
超聲波細胞破碎儀的原理並不是太神秘、太復雜。簡單說就是將電能通過換能器轉換為聲能，這種能量通過液體介質(如水)而變成一個個密集的小氣泡，這些小氣泡迅速炸裂，產生的象小炸彈一樣的能量，從而起到破碎細胞等物質的作用(俗稱「空化效應」)。
超聲波細胞粉碎機是利用一種超聲波在液體中產生空化效應的多功能、多用途的儀器；它能用於各種動植物細胞、病毒細胞、細菌及組織的破碎，也可用於各類無機物質的破碎重組，同時可用來乳化、分離、勻化、提取、消泡清洗及加速化學反應等。超聲波細胞粉碎機有廣泛的用途，如:
1、超聲波提取生物納米（超聲波化學合成法）
超聲波化學反應中，起關鍵作用的是聲波的空化效應，在超聲波的輻照過程中，在液體里將發生空化氣泡的形成，長大和崩滅，當空化氣泡崩滅時產生一個覆蓋著的強壓力脈沖，產生許多獨特的性質，例如產生高達5000K的高溫，大於200Mpa的壓力，這就是超聲波化學合成的能量來源，利用這些能量能在一些特殊粉末表面合成出納米粒子。
2、超聲波制葯
（1）注射用醫葯物質的分散——將磷脂類與膽固醇混合用適當方法與葯物混合在水溶液中，經超聲分散，可以得到更小粒子供靜脈注射。
（2）草葯提取——利用超聲分散破壞植物組織，加速溶劑穿透組織作用，提高中草葯有效成分提取率。如金雞納樹皮中全部生物鹼用一般方法侵出需5小時以上，採用超聲分散只要半小時即可完成。
（3）制備混懸劑——在超聲空化和強烈攪拌下，將一種固體葯物分散在含有表面活性劑的水溶液中，可以形成1um左右口服或靜脈注射混懸劑。例「靜注喜樹鹼混懸劑」「肝臟造影劑」、「硫酸鋇混懸劑」。
（4） 制備疫苗——將細胞或病菌藉助於超聲分散將其殺死以後，再用適當方法製成疫苗。
3、超聲波對化妝品的分散
為了更進一步提取葯物精華和粒子微細化，並節約生產成本，達到分散、乳化效果，使化妝品更深入滲透到肌膚里層，讓肌膚很好的吸收，發揮葯物的效力和作用，採用超聲波乳化可達到非常理想的效果。採用超聲分散，則不需要使用乳化劑，就能使蠟及石蠟乳化、化妝水等油的微粒子分散。石臘在水中分散的粒子直徑可達1um以下。
4、超聲波對酒的醇化—催陳技術
一瓶美酒以它的酒味醇厚，綿軟柔和、芳香濃郁為人青睞，人們常用陳年老酒來形容酒的珍貴，一瓶上世紀的陳酒，標價幾萬元，其價格的含義在於時間的存放上。酒的主要控制因素是化學變化即酸的形成，並進一步酯化，酯參與乙醇和水的締合。剛出廠的酒含有戍醇，有辛辣味，這種氣味要經過很長時間才能化解，這個緩慢變化稱酒的醇化。用功率1.6KW，頻率17.5-22KHZ的超聲波處理5-10min，可使酒的老熟時間縮短1/3到1/2。
因此超聲波細胞粉碎機可以並且已經被廣泛用於生物化學、微生物學葯理學、物理學、動物學、農學、醫學、制葯等領域的教學、科研、生產。

❹ 動物對超聲波的感受有哪些區別

動物對超聲波和次聲波的感受。魚類和其他一些水生動物能感受到人所不能感受到的超聲波和次聲波。一般人所能感受到的聲波范圍為16—2萬赫，小孩可以達到2．2萬赫，高於或低於這個聲波范圍就不能感受到。魚類內耳和身體兩側有側線感受器，這是一種機械感受器，能感受1—25赫的次聲波（頻率低於20赫的聲波），即使對水流壓力的微小變化或微弱的水流波動也很敏感；水母（海蜇）的傘體邊緣有感覺球，能感受8～13赫的次聲波。漂浮在水面上的水母，能在暴風到來之前，感受到由於流動的空氣與波浪摩擦而產生的次聲波，因此及時離開淺海，避免被巨浪砸碎的災難；在海洋中的海豚，能感受50～10萬赫的聲波，又具有完善的聲納系統。因此，它能利用超聲波（頻率高於2萬赫的聲波）正確地追蹤數千米以外的魚群，並能分辨出種類。由此可見，魚類和其他一些水生動物在震前出現異常反應的原因，很可能是與強震前有次聲波和超聲波發生有關。

❺ 超聲波是什麼有什麼益處及害處

分類: 理工學科
解析:

聲波是屬於聲音的類別之一，屬於機械波，聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz-20KHz。當聲波的頻率低於16Hz時就叫做次聲波，高於20KHz則稱為超聲波聲波。

超聲波具有如下特性：

1） 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播。

2） 超聲波可傳遞很強的能量。

3）跡仿 超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現象。

4） 超聲波在液體介質中傳播時，可在界面上產生強烈的沖擊和空化現象。

超聲波是聲波大家族中的一員。

聲波是物體機械振動狀態（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動。譬如，鼓面經敲擊後，它就上下振動，這種振動狀態通過空氣媒質向四面八方傳播，這便是聲波。

超聲波是指振動頻率大於20KHz以上的，人在自然環境下無法聽到和感受到的聲波。

超聲波治療的概念：

超聲治療學是超聲醫學的重要組成部分。超聲治療時將超聲波能量作用於人體病變部位，以達到治療疾患和促進機體康復的目的。

在全球，超聲波廣泛運用於診斷學、治療學、工程學、生物學等領域。賽福瑞家用超聲治療機屬於超聲波治療學的運用范疇。

（一）工程學方面的應用：水下定位與通訊、地下資源勘查等

（二）生物學方面的應用：剪切大分子、生物工程及處理種子等姿氏纖

（三）診斷學方面的應用：A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等

（四）治療學方面的應用：理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等

超聲波的特點:

1、超聲波在傳播時，方向性強，能量易於集中。

2、超聲波能在各種不同媒質中傳播，且可傳播足夠遠的距離。

3、超聲與傳聲媒質的相互作用適中，易於攜帶有關傳聲媒質狀態的信息（診斷或對傳聲媒質產生效應。（治療）

超聲波是一種波動形式，它可以作為探測與負載信息的載體或媒介（如B超等用作診斷）；超聲波同時又是一種能量形式，當其強度超過一定值時，它就可以通過與傳播超聲波的媒質的相互作用，去影響，改變以致破壞後者的狀態，性質及結構（用作治療）。

超聲波的發展史:

一、國際方面：

自19世紀末到20世紀初，在物理學上發現了壓電效應與反壓電效應之後，人們解決了利用電子學技術產生超聲波的辦法，從此迅速揭開了發展與推廣超聲技術的歷史篇章。

1922年，德核凳國出現了首例超聲波治療的發明專利。

1939年發表了有關超聲波治療取得臨床效果的文獻報道。

40年代末期超聲治療在歐美興起，直到1949年召開的第一次國際醫學超聲波學術會議上，才有了超聲治療方面的論文交流，為超聲治療學的發展奠定了基礎。1956年第二屆國際超聲醫學學術會議上已有許多論文發表，超聲治療進入了實用成熟階段。

二、國內方面：

國內在超聲治療領域起步稍晚，於20世紀50年代初才只有少數醫院開展超聲治療工作，從1950年首先在北京開始用800KHz頻率的超聲治療機治療多種疾病，至50年代開始逐步推廣，並有了國產儀器。公開的文獻報道始見於1957年。到了70年代有了各型國產超聲治療儀，超聲療法普及到全國各大型醫院。

40多年來，全國各大醫院已積累了相當數量的資料和比較豐富的臨床經驗。特別是20世紀80年代初出現的超聲體外機械波碎石術和超聲外科，是結石症治療史上的重大突破。如今已在國際范圍內推廣應用。高強度聚焦超聲無創外科，已使超聲治療在當代醫療技術中占據重要位置。而在21世紀(HIFU)超聲聚焦外科已被譽為是21世紀治療腫瘤的最新技術。

超聲波治病機理:

1．機械效應：超聲在介質中前進時所產生的效應。（超聲在介質中傳播是由反射而產生的機械效應）它可引起機體若干反應。超聲振動可引起組織細胞內物質運動，由於超聲的細微 *** ，使細胞漿流動、細胞震盪、旋轉、摩擦、從而產生細胞 *** 的作用，也稱為「內 *** 」這是超聲波治療所獨有的特性，可以改變細胞膜的通透性， *** 細胞半透膜的彌散過程，促進新陳代謝、加速血液和淋巴循環、改善細胞缺血缺氧狀態，改善組織營養、改變蛋白合成率、提高再生機能等。使細胞內部結構發生變化，導致細胞的功能變化，使堅硬的結締組織延伸，松軟。

超聲波的機械作用可軟化組織，增強滲透，提高代謝，促進血液循環， *** 神經系統和細胞功能，因此具有超聲波獨特的治療意義。

2．溫熱效應：人體組織對超聲能量有比較大的吸收本領，因此當超聲波在人體組織中傳播過程中，其能量不斷地被組織吸收而變成熱量，其結果是組織的自身溫度升高。

產熱過程既是機械能在介質中轉變成熱能的能量轉換過程。即內生熱。超聲溫熱效應可增加血液循環，加速代謝，改善局部組織營養，增強酶活力。一般情況下，超聲波的熱作用以骨和結締組織為顯著，脂肪與血液為最少。

3．理化效應：超聲的機械效應和溫熱效應均可促發若干物理化學變化。實踐證明一些理化效應往往是上述效應的繼發效應。TS-C型治療機通過理化效應繼發出下列五大作用：

A.彌散作用：超聲波可以提高生物膜的通透性，超聲波作用後，細胞膜對鉀，鈣離子的通透性發生較強的改變。從而增強生物膜彌散過程，促進物質交換，加速代謝，改善組織營養。

B.觸變作用：超聲作用下，可使凝膠轉化為溶膠狀態。對肌肉，肌腱的軟化作用，以及對一些與組織缺水有關的病理改變。如類風濕性關節炎病變和關節、肌腱、韌帶的退行性病變的治療。

C.空化作用：空化形成，或保持穩定的單向振動，或繼發膨脹以致崩潰，細胞功能改變，細胞內鈣水平增高。成纖維細胞受激活，蛋白合成增加，血管通透性增加，血管形成加速，膠原張力增加。

D.聚合作用與解聚作用：水分子聚合是將多個相同或相似的分子合成一個較大的分子過程。大分子解聚，是將大分子的化學物變成小分子的過程。可使關節內增加水解酶和原酶活性增加。

E.消炎，修復細胞和分子：超聲作用下，可使組織PH值向鹼性方面發展。緩解炎症所伴有的局部酸中毒。超聲可影響血流量，產生致炎症作用，抑制並起到抗炎作用。使白細胞移動，促進血管生成。膠原合成及成熟。促進或抑制損傷的修復和癒合過程。從而達到對受損細胞組織進行清理、激活、修復的過程。