『壹』 刺耳的超声波是如何形成的 有办法制造这种超声波么
超声波是不刺耳的,因为你根本听不到!
通常人们将20K以上的声波称为超声波,在声波的频率从20Hz逐渐增加到20KHz的过程中,声音越来越刺耳!
如果你有信号发生器,将其输出的信号接到音箱的输入口,逐渐调整输出频率(啥波形都行,关键是频率),就可以听到我上面描叙的过程。
网上好像也有这方面的软件,能驱动电脑的喇叭发出各种频段的声音,具体叫什么我忘记了,我同事找到过,你网络一下,好像是跟混音有关的。
『贰』 超声波怎么被发现
自19世纪末到20世纪初,在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后,人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法,从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。
1922年,德国出现了首例超声波治疗的发明专利。
1939年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。
40年代末期超声治疗在欧美兴起,直到1949年召开的第一次国际医学超声波学术会议上,才有了超声治疗方面的论文交流,为超声治疗学的发展奠定了基础。1956年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表,超声治疗进入了实用成熟阶段。
详见:http://ke..com/view/32371.html?wtp=tt
『叁』 如何用万用表检测超声波换能片的好坏
万用表测压电陶瓷片的电容量是可以的。通过检测电容量的大小,来判断陶瓷片的好坏。
『肆』 超声波是指物体发出的声音很小吗不然我们怎么听不见呢
超声波
我们知道,当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为20~20,000赫兹。因此,当物体的振动超过一定的频率,即高于人耳听阈上限时,人们便听不出来了,这样的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1~5兆赫。超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远等特点。可用于测距,测速,清洗,焊接,碎石等
虽然说人类听不出超声波,但不少动物却有此本领。它们可以利用超声波“导航”、追捕食物,或避开危险物。大家可能看到过夏天的夜晚有许多蝙蝠在庭院里来回飞翔,它们为什么在没有光亮的情况下飞翔而不会迷失方向呢?原因就是蝙蝠能发出2~10万赫兹的超声波,这好比是一座活动的“雷达站”。蝙蝠正是利用这种“雷达”判断飞行前方是昆虫,或是障碍物的。
我们人类直到第一次世界大战才学会利用超声波,这就是利用“声纳”的原理来探测水中目标及其状态,如潜艇的位置等。此时人们向水中发出一系列不同频率的超声波,然后记录与处理反射回声,从回声的特征我们便可以估计出探测物的距离、形态及其动态改变。医学上最早利用超声波是在1942年,奥地利医生杜西克首次用超声技术扫描脑部结构;以后到了60年代医生们开始将超声波应用于腹部器官的探测。如今超声波扫描技术已成为现代医学诊断不可缺少的工具。
医学超声波检查的工作原理与声纳有一定的相似性,即将超声波发射到人体内,当它在体内遇到界面时会发生反射及折射,并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的,因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同,医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线,或影象的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变,便可诊断所检查的器官是否有病。
目前,医生们应用的超声诊断方法有不同的形式,可分为A型、B型、M型及D型四大类。
A型:是以波形来显示组织特征的方法,主要用于测量器官的径线,以判定其大小。可用来鉴别病变组织的一些物理特性,如实质性、液体或是气体是否存在等。
B型:用平面图形的形式来显示被探查组织的具体情况。检查时,首先将人体界面的反射信号转变为强弱不同的光点,这些光点可通过荧光屏显现出来,这种方法直观性好,重复性强,可供前后对比,所以广泛用于妇产科、泌尿、消化及心血管等系统疾病的诊断。
M型:是用于观察活动界面时间变化的一种方法。最适用于检查心脏的活动情况,其曲线的动态改变称为超声心动图,可以用来观察心脏各层结构的位置、活动状态、结构的状况等,多用于辅助心脏及大血管疫病的诊断。
D型:是专门用来检测血液流动和器官活动的一种超声诊断方法,又称为多普勒超声诊断法。可确定血管是否通畅、管腔有否狭窄、闭塞以及病变部位。新一代的D型超声波还能定量地测定管腔内血液的流量。近几年来科学家又发展了彩色编码多普勒系统,可在超声心动图解剖标志的指示下,以不同颜色显示血流的方向,色泽的深浅代表血流的流速。现在还有立体超声显象、超声CT、超声内窥镜等超声技术不断涌现出来,并且还可以与其他检查仪器结合使用,使疾病的诊断准确率大大提高。超声波技术正在医学界发挥着巨大的作用,随着科学的进步,它将更加完善,将更好地造福于人类。
频率高于20000 Hz(赫兹)的声波。研究超声波的产生、传播 、接收,以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。产生
超声波的装置有机械型超声发生器(例如气哨、汽笛和液哨等)、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、
以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。
超声效应 当超声波在介质中传播时,由于超声波与介质的相互作用,使介质发生物理的和化学的变化,从而产生
一系列力学的、热的、电磁的和化学的超声效应,包括以下4种效应:
①机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时 ,悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处,在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时,由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化(见电介质物理学和磁致伸缩)。
②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡 。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压,压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和,而从液体逸出,成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞,称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体,甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压,同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷,并在气泡内因放电而产生发光现象。在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。
③热效应。由于超声波频率高,能量大,被介质吸收时能产生显著的热效应。
④化学效应。超声波的作用可促使发生或加速某些化学反应。例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢;溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸;染料的水溶液经超声处理后会变色或退色。这些现象的发生总与空化作用相伴随。超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声波对光化学和电化学过程也有明显影响。各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处理后,特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸收,这表明空化作用使分子结构发生了改变 。
超声应用 超声效应已广泛用于实际,主要有如下几方面:
①超声检验。超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术 。把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上,从试样透出的超声波携带了被照部位的信息(如对声波的反射、吸收和散射的能力),经声透镜汇聚在压电接收器上,所得电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用,在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查,在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术,其原理与光波的全息术基本相同,只是记录手段不同而已(见全息术)。用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器,它们分别发射两束相干的超声波:一束透过被研究的物体后成为物波,另一束作为参考波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图,用激光束照射声全息图,利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像,通常用摄像机和电视机作实时观察。
②超声处理。利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。
③基础研究。超声波作用于介质后,在介质中产生声弛豫过程,声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程,并在宏观上表现出对声波的吸收(见声波)。通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构,这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。普通声波的波长远大于固体中的原子间距,在此条件下固体可当作连续介质 。但对频率在1012赫以上的 特超声波 ,波长可与固体中的原子间距相比拟,此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的 ,称为声子(见固体物理学)。特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究,以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域——
声波是属于声音的类别之一,属于机械波,声波是指人耳能感受到的一种纵波,其频率范围为16Hz-20KHz。当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波,高于20KHz则称为超声波声波。
超声波具有如下特性:
1) 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。
2) 超声波可传递很强的能量。
3) 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。
4) 超声波在液体介质中传播时,可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。
超声波是声波大家族中的一员。
声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。
超声波是指振动频率大于20KHz以上的,人在自然环境下无法听到和感受到的声波。
超声波治疗的概念:
超声治疗学是超声医学的重要组成部分。超声治疗时将超声波能量作用于人体病变部位,以达到治疗疾患和促进机体康复的目的。
在全球,超声波广泛运用于诊断学、治疗学、工程学、生物学等领域。赛福瑞家用超声治疗机属于超声波治疗学的运用范畴。
(一)工程学方面的应用:水下定位与通讯、地下资源勘查等
(二)生物学方面的应用:剪切大分子、生物工程及处理种子等
(三)诊断学方面的应用:A型、B型、M型、D型、双功及彩超等
(四)治疗学方面的应用:理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等
超声波的特点:
1、超声波在传播时,方向性强,能量易于集中。
2、超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离。
3、超声与传声媒质的相互作用适中,易于携带有关传声媒质状态的信息(诊断或对传声媒质产生效应。(治疗)
超声波是一种波动形式,它可以作为探测与负载信息的载体或媒介(如B超等用作诊断);超声波同时又是一种能量形式,当其强度超过一定值时,它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用,去影响,改变以致破坏后者的状态,性质及结构(用作治疗)。
超声波的发展史:
一、国际方面:
自19世纪末到20世纪初,在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后,人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法,从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。
1922年,德国出现了首例超声波治疗的发明专利。
1939年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。
40年代末期超声治疗在欧美兴起,直到1949年召开的第一次国际医学超声波学术会议上,才有了超声治疗方面的论文交流,为超声治疗学的发展奠定了基础。1956年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表,超声治疗进入了实用成熟阶段。
二、国内方面:
国内在超声治疗领域起步稍晚,于20世纪50年代初才只有少数医院开展超声治疗工作,从1950年首先在北京开始用800KHz频率的超声治疗机治疗多种疾病,至50年代开始逐步推广,并有了国产仪器。公开的文献报道始见于1957年。到了70年代有了各型国产超声治疗仪,超声疗法普及到全国各大型医院。
40多年来,全国各大医院已积累了相当数量的资料和比较丰富的临床经验。特别是20世纪80年代初出现的超声体外机械波碎石术和超声外科,是结石症治疗史上的重大突破。如今已在国际范围内推广应用。高强度聚焦超声无创外科,已使超声治疗在当代医疗技术中占据重要位置。而在21世纪(HIFU)超声聚焦外科已被誉为是21世纪治疗肿瘤的最新技术。
超声波治病机理:
1.机械效应:超声在介质中前进时所产生的效应。(超声在介质中传播是由反射而产生的机械效应)它可引起机体若干反应。超声振动可引起组织细胞内物质运动,由于超声的细微按摩,使细胞浆流动、细胞震荡、旋转、摩擦、从而产生细胞按摩的作用,也称为“内按摩”这是超声波治疗所独有的特性,可以改变细胞膜的通透性,刺激细胞半透膜的弥散过程,促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血缺氧状态,改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机能等。使细胞内部结构发生变化,导致细胞的功能变化,使坚硬的结缔组织延伸,松软。
超声波的机械作用可软化组织,增强渗透,提高代谢,促进血液循环,刺激神经系统和细胞功能,因此具有超声波独特的治疗意义。
2.温热效应:人体组织对超声能量有比较大的吸收本领,因此当超声波在人体组织中传播过程中,其能量不断地被组织吸收而变成热量,其结果是组织的自身温度升高。
产热过程既是机械能在介质中转变成热能的能量转换过程。即内生热。超声温热效应可增加血液循环,加速代谢,改善局部组织营养,增强酶活力。一般情况下,超声波的热作用以骨和结缔组织为显著,脂肪与血液为最少。
3.理化效应:超声的机械效应和温热效应均可促发若干物理化学变化。实践证明一些理化效应往往是上述效应的继发效应。TS-C型治疗机通过理化效应继发出下列五大作用:
A.弥散作用:超声波可以提高生物膜的通透性,超声波作用后,细胞膜对钾,钙离子的通透性发生较强的改变。从而增强生物膜弥散过程,促进物质交换,加速代谢,改善组织营养。
B.触变作用:超声作用下,可使凝胶转化为溶胶状态。对肌肉,肌腱的软化作用,以及对一些与组织缺水有关的病理改变。如类风湿性关节炎病变和关节、肌腱、韧带的退行性病变的治疗。
C.空化作用:空化形成,或保持稳定的单向振动,或继发膨胀以致崩溃,细胞功能改变,细胞内钙水平增高。成纤维细胞受激活,蛋白合成增加,血管通透性增加,血管形成加速,胶原张力增加。
D.聚合作用与解聚作用:水分子聚合是将多个相同或相似的分子合成一个较大的分子过程。大分子解聚,是将大分子的化学物变成小分子的过程。可使关节内增加水解酶和原酶活性增加。
E.消炎,修复细胞和分子:超声作用下,可使组织PH值向碱性方面发展。缓解炎症所伴有的局部酸中毒。超声可影响血流量,产生致炎症作用,抑制并起到抗炎作用。使白细胞移动,促进血管生成。胶原合成及成熟。促进或抑制损伤的修复和愈合过程。从而达到对受损细胞组织进行清理、激活、修复的过程。
量子声学。
超声波还可以进行雷达探测.清洗较为精细的物品,如钟表,可以利用超声波来击碎病人体内胆结石,还可以利用超声波测距.
超声波检测还用于电阻焊的焊点强度的检测。
『伍』 我面前有个杯子和一堵墙,和如何保证超声波测距测出的是到杯子的距离而不是到墙壁的距离
实话告诉你,这个无法准确的做出判断。
1、杯子距离你远近,反射的信号大小差异很大,远远超过墙面与杯子反射信号大小的差异;
2、杯子也许是方形的,那么它与你若不垂直,而是有一定角度,那么返回信号的差异将大于其它干扰的差异,例如地面反射干扰;
3、如果你的检测方向不与墙面垂直,与垂直时相比,墙面反射信号的大小差异将超过墙面与杯子的区别。
不过具体情况有具体情况的解决办法,如果你是固定的,与墙面的距离基本不变,是已知的;而杯子总是在墙的前面(更近一些),那么你可以根据距离来判断哪个是墙、哪个是杯。
或者,你用扫描,但那个技术恐怕不是能在这里解决的。
『陆』 初中阶 段 物理题中 怎么判断超声波 次声波 电磁波
(1) 声波
人们把能引起听觉的机械波称为声波(音频)。频率在20~20000Hz之间。
(2) 次声波
频率低于20Hz的机械波称为次声波。
(3) 超声波
频率高于20000Hz的机械波称为超声波。
下面有详细资料,有时间可以看一看。
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声波的类型
(1) 纵波
媒质中质点沿传播方向运动的波。
(2) 横波
媒质中的质点都垂直于传播方向而运动的波。
(3) 表面波
沿媒质表面层传播,幅值随深度迅速减弱的波。
频率、超声波、次声波
其他关于声波的参考资料:
声学是一门古老的学科,大约从17世纪初分析物体的振动开始,直到19世纪末,还只能用人耳接收声波。1877年出版了瑞利的《声学理论》,该书对经典声学的内容进行了总结。20世纪初,贝尔发明了用于电话机的碳粒传声器,人们首次把声波转换为电信号,从而使声学研究进入了一个新的阶段。电子学的发展,大大地促进了声学研究,从此,人们能够精确测量、观察和研究各种频率、波形和强度的声波,从而奠定了近代声学的基础。声学与人们日常生活密切相关。例如,改进厅堂的音质和放声系统的高保真度;测量并控制噪声水平,以改善人们的生活环境等。由于数字技术和大规模集成电路的发展,微处理机进入了声学研究与应用领域,使声学研究手段和方法的准确性和速度都得到提高。随之而出现一批新的声学测量技术和相应的仪器设备。例如,实时频率分析、声强测量、声源鉴别、快速傅里叶变换、相关分析等。
随着科学技术的发展,近代声学同时也得到了迅速发展,在工业、农业、国防、交通、卫生、教育、科学研究、文化生活以及社会等各个方面获得了广泛的应用,形成了许多新兴的边缘学科。
声学是研究各种媒质中声波的产生、传播、接收和作用等问题的一门学科。传播声波的媒质有三种不同状态,一般称为气体、液体和固体,因此形成相应的分支学科,分别称为空气声学、水声学和超声学,其中空气声学涉及人们的听觉,因此,与人们的文化生活和社会活动关系非常密切。由于声学在不同的媒质及其不同状态下传播时,有着不同的传播特性,利用这些特性可以研究和测量各种媒质的物理性质和状态。例如,弹性模量、硬度、粘度、温度、厚度、料位等。特别是频率较高的超声波与物质内部某些微观结构有相互作用,如超声波与金属、半导体、超导体中的电子等相互作用,故可用于物质结构的研究。
由于超声波在固体和液体中传播时衰减小,因此传播距离相应要远些,一般称为穿透性强;同时超声波频率高,波长短,因此固体中辐射的声场具有方向性强,并且传播过程中遇到障碍物时能够反射等特点,可以用于探测金属和非金属材料内部的缺陷位置、大小和性质。这就是应用相当广泛的无损检测技术之一——超声检测。同样原理推广应用于人体上,可以从体外来检查体内的某些疾病、器官动态或生理变化。
下面简单介绍声学中一般概念和传播特性。
1.次声波、声波和超声波
次声波、声波和超声波都是在弹性媒质中传播的机械波。它们的区别主要在于频率不同。
(1) 声波
人们把能引起听觉的机械波称为声波(音频)。频率在20~20000Hz之间。
(2) 次声波
频率低于20Hz的机械波称为次声波。
(3) 超声波
频率高于20000Hz的机械波称为超声波。
2.声波的类型
(1) 纵波
媒质中质点沿传播方向运动的波。
(2) 横波
媒质中的质点都垂直于传播方向而运动的波。
(3) 表面波
沿媒质表面层传播,幅值随深度迅速减弱的波。
3.平面波、柱面波、球面波
(1) 平面波
波阵面为平面且与传播方向垂直的波。
(2) 柱面波
波阵面为同轴柱面的波。
(3) 球面波
波阵面为同心球面的波。
定义
从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的物体,都会释出电磁波。 正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,除光波外,人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。
产生
电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面,变化的电场会产生磁场(即电流会产生磁场),变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波。
性质
电磁波频率低时,主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去;电磁波频率高时即可以在自由空间内传递,也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部返回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射。举例来说,太阳与地球之间的距离非常遥远,但在户外时,我们仍然能感受到和煦阳光的光与热,这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。
电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,其强度与距离的平方成反比,波本身带动能量,任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。
其速度等于光速c(每秒3×10八次方)。在空间传播的电磁波,距离最近的电场(磁场)强度方向相同,其量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长λ,电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。
电磁波的传播不需要介质,同频率的电磁波,在不同介质中的速度不同。不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小。且电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播,若同一种介质是不均匀的,电磁波在其中的折射率是不一样的,在这样的介质中是沿曲线传播的。通过不同介质时,会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少,电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。 机械波与电磁波都能发生折射、反射、衍射、干涉,因为所有的波都具有波粒两象性.折射、反射属于粒子性; 衍射、干涉为波动性。
能量
电磁波的能量大小由坡印廷矢量决定,即S=E×H,其中s为坡印庭矢量,E为电场强度,H为磁 场强度。E、H、S彼此垂直构成右手螺旋关系;即由S代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能,单位是W/m²。
电磁波具有能量,电磁波是一种物质。
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电磁波的计算
c=λf
c:光速(这是一个常量,约等于3×10^8m/s) 单位:m/s
f:频率(单位:Hz,1MHz=1000kHz=1×10^6Hz)
λ:波长(单位:m)
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电磁波的发现
1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度。 1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,1898年, 马可尼又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别。
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电磁波谱
按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。以无线电的波长最长,宇宙射线的波长最短。
无线电波 3000米~0.3毫米。(微波 0.1~100厘米)
红外线 0.3毫米~0.75微米。(其中:近红外为0.76~3微米,中红外为3~6微米,远红外为6~15微米,超远红外为15~300微米)
可见光 0.7微米~0.4微米。
紫外线 0.4微米~10毫微米
X射线 10毫微米~0.1毫微米
γ射线 0.1毫微米~0.001毫微米
高能射线 小于0.001毫微米
传真(电视)用的波长是3~6米;雷达用的波长更短,3米到几毫米。
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电磁辐射
广义的电磁辐射通常是指电磁波频谱而言。狭义的电磁辐射是指电器设备所产生的辐射波,通常是指红外线以下部分。
电磁辐射是传递能量的一种方式,辐射种类可分为三种:
游离辐射
有热效应的非游离辐射
无热效应的非游离辐射
基地台电磁波 绝非游离辐射波
编辑本段
电磁辐射对人体的伤害
电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应等。
热效应:人体内70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响到身体其他器官的正常工作。
非热效应:人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁波的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即遭到破坏,人体正常循环机能会遭受破坏。
累积效应:热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态或危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也会诱发想不到的病变,应引起警惕!
各国科学家经过长期研究证明:长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退、提前衰老、心率失常、视力下降、听力下降、血压异常、皮肤产生斑痘、粗糙,甚至导致各类癌症等;男女生殖能力下降、妇女易患月经紊乱、流产、畸胎等症。但是暂时未经实验证明,也无大规模的数据统计证实存在必然联系
具有防电磁波辐射危害的食物有:绿茶、海带、海藻、裙菜、Va、Vc、Vb1、卵磷脂、猪血、牛奶、甲鱼、蟹等动物性优质蛋白等。
编辑本段
电磁波的降低
降低电磁波的不良影响,就必须养成自我防范的习惯。一般电器行都有贩售「电磁波测试笔」,可以轻易测出电磁波的强度,只要超过标准就会发出警讯,使用者就应远离被测物直至警讯消失为止。
要测知电气产品是否有辐射或电磁波,也可以采取比较简便的方式,就是利用家用、小型可接收AM(调幅)频道的收音机,打开后将频道调在没有广播的地方,并且靠近所要测量的 电视、冰箱、微波炉或电脑等家电用品,就会发现收音机所传出的> 噪音突然变大,走出一段距离后,才会恢复原来较小的噪音量;如此即可测出「安全」距离来。
不同的电器也有不同的防范办法,像电脑用过最好只关萤幕不关机,电脑萤幕改换成液晶萤幕;接听手机时,手机最好不要放在腰间或裤子口袋中,而应该用手持或放置于距离人体五十公分处;购买住宅则在远离变电设备及基地台设置地点。
1993 年瑞典北欧三国研究调查公布,受到2mG 以上电磁辐射影响,罹患白血病的机会是正常人的 2.1 倍,罹患脑肿疡的机会是正常人的1.5 倍,以上资料摘自日本1996.3 出版SAPIO 杂志。
(4-1), 专家建议:
防止电磁波的10 大对策 原 因 说 明
1.尽量远离电化制品 距离愈远,受电磁波的影响愈小。
2.无法远离时要尽量缩短使用时间 再强的电磁波,时间愈短,影响愈小。
3.选用电磁波小的制品 电灯泡比日光灯小,无线电话比行动电话小
4.与其选用大型,尽量选用小型 同种的家电制品,大型的不但耗电量高,电磁波也强。
5.年轻人要特别注意 细胞分裂正值旺盛的年轻人容易受影响,孕妇特别要注意。
6.要晓得测定出的安全距离 厂家的电磁波数字不准,要明确的测出才好。
7.注意后方及两侧 电视机与个人电脑的后方及两侧所释出的电磁波极强。
8.插头不用的时候要拔掉 插头插着的时候,大多数的电磁波即会释出。
9.睡觉时要特别注意 睡觉时间通常很长,即使微量的曝露其影响也会很大
10.改变非依赖电不可的心态 电化制品环绕着的生活,曝露于电磁波的机会乃大增。
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电磁波的特性
与声波和水波相似,电磁波具有波的性质。可以发生折射等现象。它的速度,波长,频率之间满足关系式:
传播速度=波长×频率。
电磁波在空气中的传播速度为光速,波长λ=300/频率F(GHz)mm。从同步卫星到地球的传播时间大约1/8秒。
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电磁波的应用
电磁波为横波,可用于探测、定位、通信等等。
电磁波谱(波长从长到短)是无线电波,微波,红外线,可见光,紫外线,伦琴射线(X射线),伽玛射线.
应用:
◆无线电波用于通信等
◆微波用于微波炉
◆红外线用于遥控、热成像仪、红外制导导弹等
◆可见光是所有生物用来观察事物的基础
◆紫外线用于医用消毒,验证假钞,测量距离,工程上的探伤等
◆X射线用于CT照相
◆伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等.
◆无线电波。无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。在无线电广播中,人们先将声音信号转变为电信号,然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。而在另一地点,人们利用接收机接收到这些电磁波后,又将其中的电信号还原成声音信号,这就是无线广播的大致过程。而在电视中,除了要像无线广播中那样处理声音信号外,还要将图像的光信号转变为电信号,然后也将这两种信号一起由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播,而电视接收机接收到这些电磁波后又将其中的电信号还原成声音信号和光信号,从而显示出电视的画面和喇叭里的声音。
电磁波的电场(或磁场)随时间变化,具有周期性。在一个振荡周期中传播的距离叫波长。振荡周期的倒数,即每秒钟振动(变化)的次数称频率。
很显然,波长与频率的乘积就是每秒钟传播的距离,即波速。令波长为λ,频率为f,速度为V,得: λ=V/f波长入的单位是米(m),速度的单位是米/秒(m/sec),频率的单位为赫兹(Hertz,Hz)。 整个电磁频谱,包含从电波到宇宙射线的各种波、光、和射线的集合。不同频率段落分别命名为无线电波(3KHz—3000GHz)、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线(伽马射线)和宇宙射线。 在19世纪末,意大利人马可尼和俄国人波波夫同在1895年进行了无线电通信试验。在此后的100年间,从3KHz直到3000GHz频谱被认识、开发和 逐步利用。根据不同的持播特性,不同的使用业务,对整个无线电频谱进行划分,共分9段:甚低频(VLF)、低频(LF)、中频(MF),高频(HF)、甚 高频(VHF)\特高频(uHF)\超高频(sHF)\极高频(EHF)和至高频,对应的波段从甚(超)长波、长波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、 毫米波和丝米波(后4种统称为微波)。见下表。无线电频谱和波段划分
段号 频段名称 频段范围(含上限不含下限) 波段名称 波长范围(含上限不含下限)
1 甚低频(VLF) 3~30千赫(KHz) 甚长波 100~10km
2 低频(LF) 30~300千赫(KHz) 长波 10~1km
3 中频(MF) 300~3000千赫(KHz) 中波 1000~100m
4 高频(HF) 3~30兆赫(MHz) 短波 100~10m
5 甚高频(VHF) 30~300兆赫(MHz) 米波 10~1m
6 特高频(UHF) 300~3000兆赫(MHz) 分米波 微波 100~10cm
7 超高频(SHF) 3~30吉赫(GHz) 厘米波 10~1cm
8 极高频(EHF) 30~300吉赫(GHz) 毫米波 10~1mm
9 至高频 300~3000吉赫(GHz) 丝米波 1~0.1mm
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电磁波治疗应用
“特定电磁波谱”(TDP)是由特定的加热器对治疗板产生的波长范围在2-25μm,强度范围(28-35mw/cm²)内分布的特定电磁波,当人体匹配接收后与体内细胞所含相同物质产生谐振,因而可增强微循环作用,促进新陈代谢,产生对人体病变的修复,使病患者能迅速康复,非病患者能提高自身的抵抗能力。
例如国仁TDP,在经大量临床试验的基础上,确认特定电磁波谱的照射可应用于治疗颈椎病,腰椎间盘突出、腰痛,腰饥劳损,风湿关节炎,坐骨神经痛,面神经麻痹,术后伤口愈合,外伤感染,冻疮,胃炎、横隔膜痉挛、神经性皮炎、湿疹,偏头痛、头痛、痛经,痔疮等。被广泛应用到外科、内科、妇科、儿科、神经科及其它疾病。同时经过国家计量科学院等权威机构的精确测定,证实对人体无任何副作用。
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电磁波的传导
电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,其强度与距离的平方成反比,波本身带动能量,任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。
其速度等于光速c(每秒3×10^8米)。在空间传播的电磁波,距离最近的电场(磁场)强度方向相同,其量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长λ,电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。
通过不同介质时,会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少,电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。电磁波的应用。
电磁波为横波,可用于探测、定位、通信等等。
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电磁波谱
电磁波谱是无线电波,微波,红外线,可见光,紫外线,伦琴射线(X射线),伽玛射线.首先,无线电波用于通信等,微波用于微波炉,红外线用于遥控,热成像仪,红外制导导弹等,可见光是所有生物用来观察事物的基础,紫外线用于医用消毒,验证假钞,测量距离,工程上的探伤等,X射线用于CT照相,伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等.
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电磁波用途
无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。在无线电广播中,人们先将声音信号转变为电信号,然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。而在另一地点,人们利用接收机接收到这些电磁波后,又将其中的电信号还原成声音信号,这就是无线广播的大致过程而在电视中,除了要像无线广播中那样处理声音信号外,还要将图象的光信号转变为电信号,然后也将这两种信号一起由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播,而电视接收机接收到这些电磁波后又将其中的电信号还原成声音信号和光信号,从而显示出电视的画面和喇叭里的声音。
无线电广播利用的电磁波的频率很高,范围也非常大,而电视所利用的电磁波的频率则更高,范围也更大。
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电磁波穿透力
因为电磁波具有波粒二象性,波长与光子能量成反比关系,当波长越短光子能量越大,则穿透力越强。
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电磁波对人体的副作用及防护
一、 电磁污染对人体的副作用
(1)电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因之一;
(2)电磁辐射会对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害;
(3)电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素之一;
(4)过量的电磁辐射直接影响儿童身体组织、骨骼发育,导致视力、肝脏造血功能下降,严重者可导致视网膜脱落;
(5)电磁辐射可使男性性功能下降、女性内分泌紊乱。
二、电磁波的防护
1、电磁环境标准及相关规定。为控制现代生活中电磁波对环境的污染,保护人们身体健康,1989年12月22日我国卫生部颁布了《环境电磁波卫生标准》( GB9175-88),规定居住区环境电磁波强度限制值:长、中、短波应小于lOV/m,超短波应小于5V/m,微波应小于10μW/cm2。我国有关部门还制订了《电视塔辐射卫生防护距离标准》,国家环保局也颁布了《电磁辐射环境保护管理办法》。
针对移动通信发展状况,北京市环保局于2000年2月17日颁布了全国首例对电磁污染进行规范管理的《北京市移动通讯建设项目环境保护管理规定》(试行),以规范移动通信台(站)的建设和运行,防止其对环境造成电磁污染。该规定中明确了能够产生电磁辐射的移动通信台(站)在建设前均要履行环保审批手续,并要办理环保验收审批,经环保部门的监测,当地功率密度符合国家《电磁辐射防护规定》中的频率在20 MHz~3000 MHz范围内、照射导出限值的功率密度在40μW/cm2这一标准,才可正式投人使用,大于这一标准的必须停用或整改;建设蜂窝移动通讯基站前要预测用户密度分布,采用最佳频率复用方式,尽量减少基站个数;在居民楼上建设移动通信台(站),事前建筑物产权单位或物业管理单位必须征得所住居民意见;无线寻呼通信、集群通信天线最低允许高度不得低于40m,而蜂窝移动通信基站室外天线一般不得低于25m,发射天线主射方向50m范围内、非主射方向30m范围内,一般不得建高于天线的医院、幼儿园、学校、住宅等建筑;建设单位应在上述各类天线安装地点设置电磁辐射警示牌。
2、 电磁波防护措施。根据电磁波随距离衰减的特性,为减少电磁波对居民的危害,应使发射电磁功率较大、可能产生强电磁波的工作场所和设施,如电视台、广播电台、雷达通信台站、微波传送站等,尽量设在远离居住区的远郊区县或地势高的地区。必须设置在城市内、邻近居住区域和居民经常活动场所范围内的设施,如变电站等,应与居住区间保持一定安全防护距离,保证其边界符合环境电磁波卫生标准的要求。同时,对电磁波辐射源需选用能屏蔽、反射或吸收电磁波的铜、铝、钢等金属丝或高分子膜等材料制成的物品进行电磁屏蔽,将电磁辐射能量限制在规定的空间之内。
3、高压特别是超高压输电线路应远离住宅、学校、运动场等人群密集区。使用电脑时,应选用低辐射显示器,并保持人体与显示屏正面不少于75cm的距离,侧面和背面不少于90cm,最好加装屏蔽装置。
4、应严格控制移动通信基站的密度,确保设置在市区内的各种移动通信发射基站天线高于周围建筑,在幼儿园、学校校舍、医院等建筑周围一定范围内不得建立发射天线。
5、为减轻家庭居室内电磁污染及其有害作用,应经常对居室通风换气,保持室内空气畅通。科学使用家用电器:例如,观看电视或家庭影院、收听组合音响时,应保持较远距离,并避免各种电器同时开启;使用电脑或电子游戏机持续时间不宜过长等。
6、使用手机电话时,尽量减少通话时间;手机天线顶端要尽可能偏离头部,尽量把天线拉长;在手机电话上加装耳机等。
7、另外,可每天服用一定量的维生素C或者多吃些富含维生素C的新鲜蔬菜,如辣椒、柿子椒、香椿、菜花、菠菜等;多食用新鲜水果如柑橘、枣等。饮食中也注意多吃一些富含维生素A、C和蛋白质的食物,如西红柿、瘦肉、动物肝脏、豆芽等;经常喝绿茶。这些饮食措施,可在一定程度上起到积极预防和减轻电磁辐射对人体造成伤害的作用。
8、电磁波辐射是近三四十年才被人们认识的一种新的环境污染,现在人们对电磁辐射仍处于认识和研究阶段。由于它看不见、摸不着、不易察觉,所以容易引起人们的疑虑。另外,有些关于电磁辐射的报道不太客观、缺乏科学性,导致了不必要的误解和恐慌。一般地说,判定电磁辐射是否对居住环境造成污染,应从电磁波辐射强度、主辐射方向、与辐射源的距离、持续时间等几方面综合考虑。所以,在加强电磁防护同时,对电磁波污染问题也应采取科学的态度,客观分析、严肃对待,切不可人云亦云,不负责的盲目夸大,造成人们认识的混乱。当然,随着科学技术水平的发展,人们对电磁波污染及其危害的认识会逐渐深人,许多谜底终将被揭开。
『柒』 超声检测原理
超声就是频率高于20kHz、超出人们耳朵辨别能力并且穿透性很强的声波。超声的应用有很多,比如用超声的反射来测量距离,利用大功率超声的振动来清除附着在锅炉上面的水垢,利用高能超声做成 "超声刀"来消灭、击碎人体内的癌变、结石等,而利用超声的反射等效应和穿透力强、能够直线传播等的特性来进行检测也是其中一个很大的应用领域。
超声的检测应用主要包括在工业上对各种材料的检测和在医疗上对人体的检测诊断,通过它人们可以探测出金属等工业材料中有没有气泡、伤痕、裂缝等缺陷,可以检测出人们身体的软组织、血流等是否正常。
那么人们是怎么样利用超声来进行检测的呢?现在通常是对被测物体(比如工业材料、人体)发射超声,然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。其中多普勒效应法是利用超声在遇到运动的物体时发生的多普勒频移效应来得出该物体的运动方向和速度等特性;透射法则是通过分析超声穿透过被测物体之后的变化而得出物体的内部特性的,其应用目前还处于研制阶段;这里主要介绍的是目前应用最多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。
反射法是基于超声在通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射的原理工作的,正如我们所知道,声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射,而且介质之间的差别越大反射就会越大,所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播的超声波,然后对反射回来的超声波进行接收并根据这些反射回来的超声波的先后、幅度等情况就可以判断出这个组织中含有的各种介质的大小、分布情况以及各种介质之间的对比差别程度等信息(其中反射回来的超声波的先后可以反映出反射界面离探测表面的距离,幅度则可以反映出介质的大小、对比差别程度等特性),从而判断出该被测物体是否有异常。
在这个过程中就涉及到很多方面的内容,包括超声波的产生、接收、信号转换和处理等。其中产生超声波的方法是通过电路产生激励电信号传给具有压电效应的晶体(比如石英、硫酸锂等),使其振动从而产生超声波;而接收反射回来的超声波的时候,这个压电晶体又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送给信号处理电路进行一系列的处理,最后形成图像供人们观察判断。
这里根据图像处理方法(也就是将得到的信号转换成什么形式的图像)的种类又可以分为A型显示、M型显示、B型显示、C型显示、F型显示等。其中A型显示是将接收到的超声信号处理成波形图像,根据波形的形状可以看出被测物体里面是否有异常和缺陷在那里、有多大等,主要用于工业检测;M型显示是将一条经过辉度处理的探测信息按时间顺序展开形成一维的"空间多点运动时序图",适于观察内部处于运动状态的物体,如运动的脏器、动脉血管等;B型显示是将并排很多条经过辉度处理的探测信息组合成的二维的、反映出被测物体内部断层切面的"解剖图像"(医院里使用的B超就是用这种原理做出来的),适于观察内部处于静态的物体;而C型显示、F型显示现在用得比较少。
超声检测不但可以做到非常准确,而且相对其他检测方法来说更为方便、快捷,也不会对检测对象和操作者产生危害,所以受到了人们越来越普遍的欢迎,有着非常广阔的发展前景。
『捌』 超声波测距 空间不够 怎么检测比如房间距离只有5米,但我想检测10米的距离有什么好办法呢
超声波测距 空间不够怎么检测?比如房间距离只有5米,但我想检测10米的距离有什么好办法呢?你这个只能换个大功率检测超声波测距头,如果普通的没有只能选用激光测距才能测距到十米,一般超声波头只能检测到5m左右