『壹』 超聲波的用途
人耳最高只能感覺到大約 20 000 Hz 的聲波,頻率更高的聲波就是超聲波了.超聲波廣泛地應用在多種技術中.
超聲波有兩個特點,一個是能量大,一個是沿直線傳播.它的應用就是按照這兩個特點展開的.
理論研究表明,在振幅相同的情況下,一個物體振動的能量跟振動頻率的二次方成正比.超聲波在介質中傳播時,介質質點振動的頻率很高,因而能量很大.在我國北方乾燥的冬季,如果把超聲波通入水罐中,劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴,再用小風扇把霧滴吹入室內,就可以增加室內空氣的濕度.這就是超聲波加濕器的原理.對於咽喉炎、氣管炎等疾病,葯力很難達到患病的部位.利用加濕器的原理,把葯液霧化,讓病人吸入,能夠增進療效.利用超聲波的巨大能量還可以把人體內的結石擊碎.
金屬零件、玻璃和陶瓷製品的除垢是件麻煩事.如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波,清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢,能夠很快清洗干凈.
俗話說「隔牆有耳」,這說明聲波能夠繞過障礙物.但是,波長越短,這種繞射現象越不明顯,因此,超聲波基本上是沿直線傳播的,可以定向發射.如果漁船載有水下超聲波發生器,它旋轉著向各個方向發射超聲波,超聲波遇到魚群會反射回來,漁船探測到反射波就知道魚群的位置了.這種儀器叫做聲納.聲納也可以用來探測水中的暗礁、敵人的潛艇,測量海水的深度.
根據同樣的道理也可以用超聲波探測金屬、陶瓷混凝土製品,甚至水庫大壩,檢查內部是否有氣泡、空洞和裂紋.
人體各個內臟的表面對超聲波的反射能力是不同的,健康內臟和病變內臟的反射能力也不一樣.平常說的「B超」就是根據內臟反射的超聲波進行造影,幫助醫生分析體內的病變.
有趣的是,很多動物都有完善的發射和接收超聲波的器官.以昆蟲為食的編幅,視覺很差,飛行中不斷發出超聲波的脈沖,依靠昆蟲身體的反射波來發現食物.海豚也有完善的「聲納」系統,使它能在混濁的水中准確地確定遠處小魚的位置.現代的無線電定位器——雷達,質量有幾十、幾百、幾千千克,蝙蝠的超聲定位系統只有幾分之一克,而在一些重要性能上,如確定目標方位的精確度、抗干擾的能力等都遠優於現代的無線電定位器.深入研究動物身上各種器官的功能和構造,將獲得的知識用來改進現有的設備和創制新的設備,這是近幾十年來發展起來的一門新學科,叫做仿生學.
『貳』 舉出三個超聲波應用的例子
應用超聲波的有雷達,聲納,B超。
超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波,它的方向性好,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於人的聽覺上限而得名。科學家們將每秒鍾振動的次數稱為聲音的頻率,它的單位是赫茲(Hz)。
超聲波介紹
定位是指動物接收到自己發出的聲音,與某個物體碰撞後的回聲,根據聲音的方向和時間延遲來判斷出碰撞物體的位置。接收到來自各個方向的回聲之後,就能確定周圍東西的方位。除了蝙蝠,海豚、狗、貓、蟑螂和許多夜行動物也會利用超聲波。
超過2萬赫茲的聲波,稱為超聲波,人類製造出超聲波是在1880年。在1912年豪華客輪泰坦尼克號的沉船事故中,曾利用超聲探測,是人類最初將其應用到生活。第一次世界大戰中,也被用來確定潛水艇的方位。當時的製造技術與設備,成為了現在醫用超聲波產生的基礎。
超聲波檢查,是使用超聲波「畫」出內臟等組織的圖像。通過一種叫做探針的裝置,將電信號轉換成超聲波,向體內發出聲波,組織結構的反彈回聲,再回到探針被接收,重新被轉換成電信號。