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超聲波知識大講堂

時間:2017-10-13    點擊: 次    來源:網絡    作者:佚名 - 小 + 大

人的耳朵最高只能感覺到大約20000 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。在我國北方干燥的冬季,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。對于咽喉炎、氣管炎等疾病,藥力很難達到患病的部位。利用加濕器的原理,把藥液霧化,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、玻璃和陶瓷制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,超聲波清洗機的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“隔墻有耳”,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、陶瓷混凝土制品,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。以昆蟲為食的蝙蝠,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準確地確定遠處小魚的位置?,F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于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。

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