⑴ 超聲波是什麼
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) 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。
網友見解:超聲波是高於2000Hz的聲波,人聽不到,但自然界中卻有許多動物在利用它生存。
網友見解: 超聲波是頻率超過人能聽到的最高頻20000赫茲的聲波。超聲波有兩大特點。一是波長短,具有良好的定向性,作近似直線的傳播,並能反射回來,在固體和液體內衰減比電磁波小;二是功率大,能量集中,攜帶的能量比一般的聲波大得多,可形成高強度、劇烈振動,產生機械、光、熱、電、化學和生物等各種效應。由於這兩大特點,超聲波在現代科技廣泛應用,在醫學、農業、軍事等領域都有廣泛的用途。
比如超聲波在工業上有一個重要的用途,就是測量物體的溫度。科學家發現,超聲波有這樣一個特性:在氣體、液體、固體三種不同形態的物質中傳播速度和這些物質的溫度有關,溫度不同,傳播速度也不同。根據這個特性,科學家們製造聲學溫度計。聲學溫度計通過測量聲波的傳播速度來了解被測物的溫度,可以測量高達17000℃ 的溫度,也可以測量接近絕對零度(即-273.16℃)的低溫。聲學溫度計還有一個突出的優點,就是在測溫的時候不必和被測物直接接觸。因此,在一般溫度計不能發揮作用的地方,例如測量火箭噴射的高溫氣體和火紅的鋼水,聲學溫度計可以大顯身手。
⑵ 超聲波在介質傳播通常有哪三種波形
波型通常有三種:
(1)橫波:當介質中質點的振動方向與超聲波的傳播方向垂直時,此種超聲波為橫渡波型。猶豫固體介質除了能承受體積形變外,還能承受切變變形,因此當其有剪切力交替作用於固體介質時,均能產生橫波。橫波只能在固體介質中傳播。
(2)縱波:當介質內質點振動方向與超聲波的傳播方向一致時,此超聲波為
縱波波型。任何同體介質當其體積發生交替變化時均能產生縱波。
(3)表面波:是沿著固體表面傳播的具有縱波和橫波雙重性質的波。表面波可以看成是由平行於表面的縱波和垂直於表面的橫波合成,振動質點的軌跡為一橢圓,在距離表面1/4波長深處振幅最大,隨著深度的增加很快衰減,實際上距離表面一個波長以上的地方,質點的振動振幅就已經很微弱了。
⑶ 超聲波怎麼在液體或固體中傳播的
超聲波的傳遞是通過震動傳遞的
1:在液體中是通過震子的震動,產生疏密相間的波,達到空化效果,形成微小的氣泡破裂撞擊污物
2:固體中的傳播是通過模具的震動,和國體表面的分子產生共振
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「聚善苑」
⑷ 由超聲波折射、反射相關理論可知,超聲波不能實現氣體和固體間的傳播。但是什麼原理實現向空氣中發射超聲
超聲波不能實現氣體和固體間的傳播,個人認為是因為固體太重了,空氣的震動根本帶動不了固體的震動,只有一點點。而發射超聲波原理和發射普通聲波原理一樣,聲波並不存在於固體中,而是固體整體震動,從而帶動空氣的震動。
⑸ 簡述聲波的傳導途徑
除了空氣,水、金屬、木頭等彈性介質也都能夠傳遞聲波,它們都是聲波的良好介質。在真空狀態中因為沒有任何彈性介質,所以聲波就不能傳播了。
在兩個或更多聲波相遇時,它們會彼此相加或減去,相互影響疊加,這種現象稱為波的干涉。如果它們的波峰和波谷完全同相,則互相加強,因此產生的波形的振幅高於任何單個波形的振幅。如果兩個波形的波峰和波谷完全異相,則會相互抵消,導致完全沒有波形。
(5)超聲波是在固體怎麼傳導的擴展閱讀:
聲源發出聲音後要經過一定的介質才能向外傳播,即聲波是依靠介質的質點振動傳遞聲能的。當介質發生變化(包括介質材料的變化,密度及溫度的變化等)時,聲音的傳播也會隨之發生變化,例如聲速改變,傳播方向改變等。
一般情況下,聲音在固體中傳得最快,氣體中最慢(軟木除外)。聲波在大氣和液體介質中是縱波,在固體介質中既有縱波也有橫波。
⑹ 超聲波的原理是什麼啊
1超聲波簡介
我們把頻率高於20KHz的聲波稱為超聲波,超聲波具有良好的方向性和穿透能力,特別是在水中,傳播距離更遠。無論是在軍事上、農業上還是在生活中都有廣泛的應用,可以用來測速度、測距離、消毒殺菌、清洗、焊接等。
人耳能聽到的超聲波頻率范圍大概是20Hz-20KHz,超聲波的頻率大於人類聽覺上限,因此叫做「超聲波」。
超聲波與普通聲波一樣,也具有反射、折射、衍射、散射等特點,但是超聲波的波長較短,有的是幾厘米,低至千分之幾毫米。波長越短,聲波的衍射特性就越差,可以在介質中穩定地進行直線傳播,因此波長較短的超聲波具有很強的直線傳播能力。眾所周知,聲音在空氣中傳播時,會推動空氣中的粒子振動做功,而聲波功率的大小表示聲波做功快慢,在相同環境下,聲波的頻率越高功率就越大。超聲波的頻率大於20KHz,因此超聲波的功率較高。
超聲波主要有兩個參數:
頻率:F≥20000Hz(通常把F≥15000Hz的聲波也稱為超聲波);
功率密度:p=發射功率(W)/發射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm。
超聲波具有如下特性:
(1)超聲波具有在氣體、液體、固體等介質中進行效傳播的能力。
(2)超聲波具有很強的傳遞能量的能力。
(3)超聲波具有反射特性,還會產生干涉、疊加和共振現象。
(4)超聲波在液體介質中傳播時,可在界面上產生空化現象和強烈的沖擊。
超聲波的特性及工作原理
2超聲波用途
超聲波在生活中的很多方面都有應用,主要有以下幾個方面:
1)醫學方面
在醫學方面,超聲波主要應用為醫學診斷與臨床治療。醫學診斷中,超聲波的主要應用為B超。由於超聲波具有反射、折射等特點,如果將超聲波發射到人體內,它就會在人體內部發生反射,人體內部各個形狀大小都不一樣,因此反射回來的聲波方向、強度等信息也不同,醫生通過對反射回來的聲波進行分析,再結合一些醫學方面的專業知識,就可以知道人體內部的某些部位是否產生病變。
在臨床治療中,超聲波主要被用來殺死腫瘤細胞和超聲針灸,我們知道超聲波的功率很大,利用醫學影像技術,將多束超聲波聚焦在病變的細胞上,控制好照射的強度和時間,短時間的溫度將達到70~100℃,在保護周圍組織的同時殺死了病變細胞。
超聲針灸就是利用超聲波技術來刺激穴位,這種療法對組織沒有損傷,而且具有無痛、無不適應等優點,在治療小孩子或者一些害怕針灸的患者時有很好的效果。此外,超聲波在體外碎石,理療、牙科等方面也經常使用。
2)超聲清洗
超聲清洗主要基於空化作用,空化作用總體上就是在有壓力和無壓力作用時,每一秒都進行著幾萬次這樣的變換,超聲波在液體內部不斷地進行透射作用,在沒有壓力作用時,液體內部就會出現真空核泡群,在有壓力作用時,真空核泡群在壓力的作用下產生強大的沖擊力,因此可以帶走物體表面的污垢,完成清洗工作。一些表面凹凸不平的器件,或者特別小難以清洗的部件,例如鍾表、電子元器件、電路板等都可以達到很好的清洗效果。而且隨著超聲波頻率的升高,空化作用的效果會減弱,因此超聲波清理的效果很好卻不會傷害到器件表面。
3)超聲測距
由於超聲波的波長相對較短,具有良好的方向性和穿透能力,能量消耗的比較慢,在介質中傳播距離較遠。而且超聲測距的原理簡單,比其他的測距方式都方便容易操作,計算也比較簡便,測量精度也能滿足要求,因此在一些移動式機器人或者導盲系統中有廣泛的應用。
⑺ 物理問題 聲波在介質中的傳播方式有什麼和什麼
聲波(物理名詞) 發聲體的振動在空氣或其他物質中的傳播叫做聲波。聲波藉助各種介質向四面八方傳播。聲波是一種縱波,是彈性介質中傳播著的壓力振動。但在固體中傳播時,也可以同時有縱波及橫波。 聲波(Sound Wave或Acoustic Wave)是聲音的傳播形式。聲波是一種機械波,由物體(聲源)振動產生,聲波傳播的空間就稱為聲場。在氣體和液體介質中傳播時是一種縱波,但在固體介質中傳播時可能混有橫波。人耳可以聽到的聲波的頻率一般在20赫茲至20000赫茲之間。聲波可以理解為介質偏離平衡態的小擾動的傳播。這個傳播過程只是能量的傳遞過程,而不發生質量的傳遞。如果擾動量比較小,則聲波的傳遞滿足經典的波動方程,是線性波。如果擾動很大,則不滿足線性的聲波方程,會出現波的色散,和激波的產生。 按頻率分類,頻率低於20Hz的聲波稱為次聲波;頻率20Hz~20kHz的聲波稱為可聽波;頻率20kHz~1GHz的聲波稱為超聲波;頻率大於1GHz的聲波稱為特超聲或微波超聲。 與正弦波的關系正弦波是最簡單的波動形式。優質的音叉振動發出聲音的時候產生的是正弦聲波。正弦聲波屬於純音。任何復雜的聲波都是多種正弦波疊加而成的復合波,它們是有別於純音的復合音。正弦波各種復雜聲波的基本單元。與沖擊波的區別請注意,聲波不是沖擊波,聲波前進的過程是相鄰空氣粒子之間的接力賽,它們把波動形式向前傳遞,它們自己仍舊在原地振盪,也就是說空氣粒子並不跟著聲波前進!同樣,在語音研究中要區分氣流與聲波,它們是兩回事。在發音器官里,聲帶、舌尖或小舌的顫動,以及輔音雜訊的形成等,都離不開氣流的作用,但是氣流不是聲波的代名詞。所謂「*濁音氣流」、「*清音氣流」的說法似乎包含了極其含混的意思。另外,即使沒有其他聲源體的作用,空氣粒子總是在做無規則的震盪,或者說它們總是在騷動,它們激發起微弱的「白雜訊」。絕對靜寂的大氣空間是不存在的。所謂背景雜訊還包括自然界或人類生活環境里許多聲源體雜亂的聲音,對於言語交際來說它們沒有信息價值。居室四壁或陡峭的山坡還有回聲效應,雜訊被放大、被增強了。言語聲和它的滯後的回聲疊加在一起,變成復雜的回響聲。電聲儀器設備里也都有白雜訊。那種沒有通信價值的雜訊很強烈的時候人們會心煩意亂。有意思的是,在雜訊極小的消聲室待久了,人會感到不安寧。音樂中恰當使用沙錘之類的雜訊帶來的是藝術欣賞價值。人類語言里的許多輔音都包含雜訊,它們很重要,能夠起區分輔音的作用。與縱波的關系「聲源」在空氣中振動時,一會兒壓縮空氣,使其變得「稠密」;一會兒空氣膨脹,變得「稀疏」,形成一系列疏、密變化的波,將振動能量傳送出去。這種媒介質點的振動方向與波的傳播方向一致的波,稱為「縱波」。不過要注意,聲波雖然一般是縱波,但在固體中傳播時,也可以同時有縱波及橫波,橫波速度約為縱波速度的50%-60%。在空氣中的聲波是縱波,原因是氣體及相當多的液體(合稱流體)不能承受切力,因此聲波在流體中傳播時不可能為橫波;但固體不僅可承受壓(張)應力,也可以承受切應力,因此在固體中可以同時有縱波及橫波。地震波其實就是在地殼中傳播的聲波(確切講是次聲波),只是它的頻率通常不在我們可聽聞的范圍內(某些動物則聽聞得到)雖然次聲波看不見,聽不見,可它卻無處不在.地震、火山爆發、風暴、海浪沖擊、槍炮發射、熱核爆炸等都會產生次聲波,科學家藉助儀器可以「聽到」它。 傳播介質除了空氣,水、金屬、木頭等彈性介質也都能夠傳遞聲波,它們都是聲波的良好介質。在真空狀態中因為沒有任何彈性介質,所以聲波就不能傳播了。傳播原理揚聲器、各種樂器以及人和動物的發音器官等都是聲源體。地震震中、閃電源、雨滴、刮風、隨風飄動的樹葉、昆蟲的翅膀等各種可以活動的物體都可能是聲源體。它們引起的聲波都比正弦波復雜,屬於復合波。地震產生多種復雜的波動,其中包括聲波,實際上那種聲波本身是人耳聽不著的,它的頻率太低了(例如1Hz)。人對聲音的感覺有一定頻率范圍,大約每秒鍾振動20次到20000次范圍內,即頻率范圍是20Hz--20000Hz,如果物體振動頻率低於20Hz或高於20000Hz人耳就聽不到了,高於20000Hz的頻率就叫做超聲波,而低於20Hz的頻率就叫做次聲波。所以說不是所有物體的振動所發出的聲音我們都能聽到的。另外要能聽到聲音也必須有傳播聲音的介質。聲波是大氣壓力之外的一種超壓變化。空氣粒子振動的方式跟聲源體振動的方式一致,當聲波到達人的耳鼓的時候就引起耳鼓同樣方式的振動。驅動耳鼓振動的能量來自聲源體,它就是普通的機械能。不同的聲音就是不同的振動方式,它們能夠起區別不同信息的作用。人耳能夠分辨風聲、雨聲和不同人的聲音,也能分辨各種言語聲,它們都是來自聲源體的不同信息 聲波的衰一個聲音在傳播過程中將越來越微弱,這就是聲波的衰減。造成聲波衰減的原因有以下三個:擴散衰減物體振動發出的聲波向四周傳播,聲波能量逐漸擴散開來。能量的擴散使得單位面積上所存在的能量減小,聽到的聲音就變得微弱。單位面積上的聲波能量隨著聲源距離的平方而遞減。吸收衰減聲波在固體介質中傳播時,由於介質的粘滯性而造成質點之間的內摩擦,從而使一部分聲能轉變為熱能;同時,由於介質的熱傳導,介質的稠密和稀疏部分之間進行熱交換,從而導致聲能的損耗,這就是介質的吸收現象。介質的這種衰減稱為吸收衰減。通常認為,吸收衰減與聲波頻率的一次方、頻率的平方成正比。散射衰減當介質中存在顆粒狀結構(如液體中的懸浮粒子、氣泡,固體中的顆粒狀結構、缺陷、攙雜物等)而導致的聲波的衰減稱散射衰減。通常認為當顆粒的尺寸遠小於波長時,散射衰減與頻率的四次方成正比;當顆粒尺寸與波長相近時,散射衰減與頻率的平方成正比
⑻ 聲波在固體中是怎樣傳播的
聲波能夠在所有物質(除真空外)中傳播。其傳播速度由傳聲介質的某些物理性質,主要是力學性質所決定。固體分子在自己的平衡位置附近振動,分子比較緻密,能很快將收到的震動傳給相鄰的分子,一直傳下去,聲波是一種震動,在固體中傳播速度比空氣中更快。
⑼ 超聲波有哪些傳播特性
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。
6、 超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現象。
(9)超聲波是在固體怎麼傳導的擴展閱讀
超聲波在媒質中的反射、折射、衍射、散射等傳播規律,與可聽聲波的規律沒有本質上的區別。但是超聲波的波長很短,只有幾厘米,甚至千分之幾毫米。
與可聽聲波比較,超聲波具有許多奇異特性:傳播特性──超聲波的波長很短,通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍,因此超聲波的衍射本領很差,它在均勻介質中能夠定向直線傳播,超聲波的波長越短,該特性就越顯著。
功率特性──當聲音在空氣中傳播時,推動空氣中的微粒往復振動而對微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強度下,聲波的頻率越高,它所具有的功率就越大。由於超聲波頻率很高,所以超聲波與一般聲波相比,它的功率是非常大的。
⑽ 超聲波傳遞能量的原理
超聲波能量傳遞,可以分3部分,氣體、液體、固體。超聲波在氣體中傳遞的效率並不高,速度很慢而且頻率越高損耗越大,典型設備是超聲波測距儀,進口好些的也只能測15米以內的,國產的3-8米,10米能測穩定的已經和不錯了;超聲波在水中可以傳遞的很快、傳的夜很遠,但在水溫不均的情況下,例如海洋中的洋流,超聲波的聲速、方向會受到很復雜的影響,比如拐彎(其實空氣中超聲波也會拐彎,只是空氣流通快超聲波傳的也不遠,所以不易察覺)。典型設備是潛艇聲納和超聲波探魚儀器;超聲波在固體中的傳播速度受不同介質的影響較大,典型的設備如超聲波探傷儀。
我認為超聲波加濕器的原理不是利用傳遞能量,而是利用水在超聲波探頭的高頻震盪下產生空化作用,一部分水被霧化而產生加濕氣體。