超聲波激光是怎麼產生的

1. 激光是如何產生的

激光的產生是光與物質的相互作用，實質上是組成物質的微觀粒子吸收或輻射光子，同時改變自身運動狀況的表現。

微觀粒子都具有特定的一套能級（通常這些能級是分立的）。任一時刻粒子只能處在與某一能級相對應的狀態（或者簡單地表述為處在某一個能級上）。與光子相互作用時，粒子從一個能級躍遷到另一個能級，並相應地吸收或輻射光子。光子的能量值為此兩能級的能量差△E，頻率為ν=△E/h（h為普朗克常量）。

1.受激吸收（簡稱吸收）

處於較低能級的粒子在受到外界的激發（即與其他的粒子發生了有能量交換的相互作用，如與光子發生非彈 性碰撞），吸收了能量時，躍遷到與此能量相對應的較高能級。這種躍遷稱為受激吸收。

2.自發輻射

粒子受到激發而進入的激發態，不是粒子的穩定狀態，如存在著可以接納粒子的較低能級，即使沒有外界作用，粒子也有一定的概率，自發地從高能級激發態（E2）向低能級基態（E1）躍遷，同時輻射出能量為（E2-E1）的光子，光子頻率 ν=（E2-E1）/h。這種輻射過程稱為自發輻射。眾多原子以自發輻射發出的光，不具有相位、偏振態、傳播方向上的一致，是物理上所說的非相干光。

3.受激輻射

激光 1917年愛因斯坦從理論上指出：除自發輻射外，處於高能級E2上的粒子還可以另一方式躍遷到較低能級。他指出當頻率為 ν=（E2-E1）/h的光子入射時，也會引發粒子以一定的概率，迅速地從能級E2躍遷到能級E1，同時輻射一個與外來光子頻率、相位、偏振態以及傳播方向都相同的光子，這個過程稱為受激輻射。

可以設想，如果大量原子處在高能級E2上，當有一個頻率 ν=（E2-E1）/h的光子入射，從而激勵E2上的原子產生受激輻射，得到兩個特徵完全相同的光子，這兩個光子再激勵E2能級上原子，又使其產生受激輻射，可得到四個特徵相同的光子，這意味著原來的光信號被放大了。這種在受激輻射過程中產生並被放大的光就是激光。

拓展資料

激光是20世紀以來繼核能、電腦、半導體之後，人類的又一重大發明，被稱為「最快的刀」、「最準的尺」、「最亮的光」。原子受激輻射的光，故名「激光」。

光是原子中的電子吸收能量後，從低能級躍遷到高能級，再從高能級回落到低能級，回落的時候釋放的能量以光子的形式放出。而激光，就是被引誘（激發）出來的光子隊列，這光子隊列中的光子們，光學特性一樣，步調極其一致。打個比方就是，普通光源，比如電燈泡發出來的光子各不同，而且會各個方向亂跑，很不團結，但是激光中的光子們則是心往一處想，勁往一處使，這導致它們所向披靡，威力很大。

激光應用很廣泛，主要有激光打標、激光焊接、激光切割、光纖通信、激光光譜、激光測距、激光雷達、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器等等。

2. 激光是怎麼產生的

激光產生的機理是自發輻射與受激輻射自發輻射是在沒有任何外界作用下，激發態原子自發地從高能級向低能級躍遷，同時輻射出一光子。產生激光的首要條件是實現粒子數反轉。能夠實現粒子數反轉的介質稱為激活介質。要造成粒子數反轉分布，首先要求介質有適當的能級結構，其次還要有必要的能量輸入系統。

3. 超聲波是如何產生的

共振！！
聲波本來就是機械振動在介質里的傳播，它本身就能引起物體的振動，尤其是物體的固有頻率與超聲波的頻率相一致，這是物體會與超聲波產生共振而

4. 超聲波的作用及原理

超聲波頻率高、波長短,他可以像光那樣沿直線傳播,使得我們有可能向某已確定方向上發射超聲波,聲波是縱波,可以順利地在人體組織里傳播。 超聲波遇到不同的介質交接面時會產生反射波.
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。

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
（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

超聲波的作用
玻璃零件.玻璃和陶瓷製品的除垢是件麻煩事,如果把這些物品放入清洗液中,再通入超聲波,清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢,能夠很快清洗干凈.
雖然說人類聽不出超聲波，但不少動物卻有此本領。它們可以利用超聲波「導航」、追捕食物，或避開危險物。大家可能看到過夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院里來回飛翔，它們為什麼在沒有光亮的情況下飛翔而不會迷失方向呢？原因就是蝙蝠能發出2～10萬赫茲的超聲波，這好比是一座活動的「雷達站」。蝙蝠正是利用這種「聲吶」判斷飛行前方是昆蟲，或是障礙物的。而雷達的質量有幾十,幾百,幾千千克,,而在一些重要性能上的精確度.抗干擾能力等,蝙蝠遠優與現代無線電定位器.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,這是近幾十年來發展起來的一門新學科,叫做仿生學.
我們人類直到第一次世界大戰才學會利用超聲波，這就是利用「聲吶」的原理來探測水中目標及其狀態，如潛艇的位置等。此時人們向水中發出一系列不同頻率的超聲波，然後記錄與處理反射回聲，從回聲的特徵我們便可以估計出探測物的距離、形態及其動態改變。醫學上最早利用超聲波是在1942年，奧地利醫生杜西克首次用超聲技術掃描腦部結構；以後到了60年代醫生們開始將超聲波應用於腹部器官的探測。如今超聲波掃描技術已成為現代醫學診斷不可缺少的工具。
聲吶與雷達的區別
聲吶通過超聲波
雷達通過無線電波
醫學超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性，即將超聲波發射到人體內，當它在體內遇到界面時會發生反射及折射，並且在人體組織中可能被吸收而衰減。因為人體各種組織的形態與結構是不相同的，因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同，醫生們正是通過儀器所反映出的波型、曲線，或影象的特徵來辨別它們。此外再結合解剖學知識、正常與病理的改變，便可診斷所檢查的器官是否有病。
目前，醫生們應用的超聲診斷方法有不同的形式，可分為A型、B型、M型及D型四大類。
A型：是以波形來顯示組織特徵的方法，主要用於測量器官的徑線，以判定其大小。可用來鑒別病變組織的一些物理特性，如實質性、液體或是氣體是否存在等。
B型：用平面圖形的形式來顯示被探查組織的具體情況。檢查時，首先將人體界面的反射信號轉變為強弱不同的光點，這些光點可通過熒光屏顯現出來，這種方法直觀性好，重復性強，可供前後對比，所以廣泛用於婦產科、泌尿、消化及心血管等系統疾病的診斷。
M型：是用於觀察活動界面時間變化的一種方法。最適用於檢查心臟的活動情況，其曲線的動態改變稱為超聲心動圖，可以用來觀察心臟各層結構的位置、活動狀態、結構的狀況等，多用於輔助心臟及大血管疫病的診斷。
D型：是專門用來檢測血液流動和器官活動的一種超聲診斷方法，又稱為多普勒超聲診斷法。可確定血管是否通暢、管腔有否狹窄、閉塞以及病變部位。新一代的D型超聲波還能定量地測定管腔內血液的流量。近幾年來科學家又發展了彩色編碼多普勒系統，可在超聲心動圖解剖標志的指示下，以不同顏色顯示血流的方向，色澤的深淺代表血流的流速。現在還有立體超聲顯象、超聲CT、超聲內窺鏡等超聲技術不斷涌現出來，並且還可以與其他檢查儀器結合使用，使疾病的診斷准確率大大提高。超聲波技術正在醫學界發揮著巨大的作用，隨著科學的進步，它將更加完善，將更好地造福於人類。
研究超聲波的產生、傳播 、接收，以及各種超聲效應和應用的聲學分支叫超聲學。產生超聲波的裝置有機械型超聲發生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應和電磁作用原理製成的電動超聲發生器、
以及利用壓電晶體的電致伸縮效應和鐵磁物質的磁致伸縮效應製成的電聲換能器等。
超聲效應 當超聲波在介質中傳播時，由於超聲波與介質的相互作用，使介質發生物理的和化學的變化，從而產生
一系列力學的、熱學的、電磁學的和化學的超聲效應，包括以下4種效應：
①機械效應。超聲波的機械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散。當超聲波流體介質中形成駐波時 ,懸浮在流體中的微小顆粒因受機械力的作用而凝聚在波節處，在空間形成周期性的堆積。超聲波在壓電材料和磁致伸縮材料中傳播時，由於超聲波的機械作用而引起的感生電極化和感生磁化（見電介質物理學和磁致伸縮）。
②空化作用。超聲波作用於液體時可產生大量小氣泡 。一個原因是液體內局部出現拉應力而形成負壓，壓強的降低使原來溶於液體的氣體過飽和，而從液體逸出，成為小氣泡。另一原因是強大的拉應力把液體「撕開」成一空洞，稱為空化。空洞內為液體蒸氣或溶於液體的另一種氣體，甚至可能是真空。因空化作用形成的小氣泡會隨周圍介質的振動而不斷運動、長大或突然破滅。破滅時周圍液體突然沖入氣泡而產生高溫、高壓，同時產生激波。與空化作用相伴隨的內摩擦可形成電荷，並在氣泡內因放電而產生發光現象。在液體中進行超聲處理的技術大多與空化作用有關。
③熱效應。由於超聲波頻率高，能量大，被介質吸收時能產生顯著的熱效應。
④化學效應。超聲波的作用可促使發生或加速某些化學反應。例如純的蒸餾水經超聲處理後產生過氧化氫；溶有氮氣的水經超聲處理後產生亞硝酸；染料的水溶液經超聲處理後會變色或退色。這些現象的發生總與空化作用相伴隨。超聲波還可加速許多化學物質的水解、分解和聚合過程。超聲波對光化學和電化學過程也有明顯影響。各種氨基酸和其他有機物質的水溶液經超聲處理後，特徵吸收光譜帶消失而呈均勻的一般吸收，這表明空化作用使分子結構發生了改變 。
超聲應用 超聲效應已廣泛用於實際，主要有如下幾方面：
①超聲檢驗。超聲波的波長比一般聲波要短，具有較好的方向性，而且能透過不透明物質，這一特性已被廣泛用於超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術。超聲成像是利用超聲波呈現不透明物內部形象的技術 。把從換能器發出的超聲波經聲透鏡聚焦在不透明試樣上，從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息（如對聲波的反射、吸收和散射的能力），經聲透鏡匯聚在壓電接收器上，所得電信號輸入放大器，利用掃描系統可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術已在醫療檢查方面獲得普遍應用，在微電子器件製造業中用來對大規模集成電路進行檢查，在材料科學中用來顯示合金中不同組分的區域和晶粒間界等。聲全息術是利用超聲波的干涉原理記錄和重現不透明物的立體圖像的聲成像技術，其原理與光波的全息術基本相同，只是記錄手段不同而已（見全息術）。用同一超聲信號源激勵兩個放置在液體中的換能器，它們分別發射兩束相乾的超聲波：一束透過被研究的物體後成為物波，另一束作為參考波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖，用激光束照射聲全息圖，利用激光在聲全息圖上反射時產生的衍射效應而獲得物的重現像，通常用攝像機和電視機作實時觀察。
②超聲處理。利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應，可進行超聲焊接、鑽孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等，在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛應用。
③基礎研究。超聲波作用於介質後，在介質中產生聲弛豫過程，聲弛豫過程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運過程，並在宏觀上表現出對聲波的吸收（見聲波）。通過物質對超聲的吸收規律可探索物質的特性和結構，這方面的研究構成了分子聲學這一聲學分支。普通聲波的波長遠大於固體中的原子間距，在此條件下固體可當作連續介質 。但對頻率在1012赫以上的 特超聲波 ，波長可與固體中的原子間距相比擬，此時必須把固體當作是具有空間周期性的點陣結構。點陣振動的能量是量子化的 ，稱為聲子（見固體物理學）。特超聲對固體的作用可歸結為特超聲與熱聲子、電子、光子和各種准粒子的相互作用。對固體中特超聲的產生、檢測和傳播規律的研究，以及量子液體——液態氦中聲現象的研究構成了近代聲學的新領域——
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。
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

5. 超聲波的產生的原因

共振!聲波本來就是機械振動在介質里的傳播,它本身就能引起物體的振動,尤其是物體的固有頻率與超聲波的頻率相一致,這是物體會與超聲波產生共振而

6. 超聲波是怎樣產生的

超聲波是指振動頻率大於20KHz以上的,其每秒的振動次數（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（20000Hz），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞聲本質上是一致的，它們的共同點都是一種機械振動，通常以縱波的方式在彈性介質內會傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點是超聲頻率高，波長短，在一定距離內沿直線傳播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超聲成象所用的頻率范圍在
2∽5MHz之間，常用為3∽3.5MHz（每秒振動1次為1Hz，1MHz=10^6Hz,即每秒振動100萬次，可聞波的頻率在16－20，000HZ
之間）。

7. 激光是怎麼產生的呢

激光產生的背景及原理是一個物理模型。激光具有非常純正的顏色，幾乎無發散的方向性，極高的發光強度，因為這些神奇的特性，使激光在各個領域具有一系列的應用。

中文名稱
激光產生的背景及原理
對象
處於激發態的原子
原理
自發地由高能級向低能級躍遷
特點
與自然界其他發光一樣
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激光背景
處於激發態的原子不能長時間停留在高能級。即使沒有外界作用，也會自發地由高能級向低能級躍遷，並輻射一個光子。因為原子的這種自發輻射是完全獨立的，所以，不同原子發射光子的方向全然不同。剎那間，工作物質中出現沿四面八方傳播的光子，假定工作物質具有圓柱形狀，這些自發輻射光子必有一部分沿其中心軸的方向傳播，多數則與中心軸有一定夾角。後一類"離心離德"的光子很快從工作物質的側面逃逸出去，對激光的產生沒有多大影響;前一類"同心同德"的光子在沿工作物質中心軸方向運動時，將引起路徑上處於高能級原子的受激輻射，產生與其具有相同頻率、相同位相，並沿相同方向傳播的光子。該光子與誘發它的光子"齊心協力，並肩戰斗"，激勵其他原子輻射與它們相同的光子。如此下去，使光子數由1到2，由2到4，……以神奇的速度按指數規律增長。更為神奇的是，由於所有這些光子都是逐次受激輻射產生的，這使它們全部具有相同頻率、相同初位相、相同偏振態，並沿相同方向傳播。

原理結論
理論上講，只要工作物質足夠長，則不管初始自發輻射有多弱，最終總可以被放大到一定強度。但在實際激光器中，一般來說，工作物質既沒有必要，也沒有可能特別長(最近發展起來的以光纖為工作物質的激光器是一個例外)，通常的做法是在其兩端各放一塊反射鏡，使光得以來回反射多次通過工作物質並被不斷放大，為充分利用光能，介質往往被置於一聚光腔體中，後者與端面反射鏡共同構成激光諧振腔。

由以上的討論可以看出，激光作為一種光，與自然界其他發光一樣，是由原子(或分子、離子等)躍遷產生的，而且是由自發輻射引起的。不同的是，普通光源自始至終都是由自發輻射產生的，因而含有不同頻率(或不同波長、不同顏色)的成分，並向各個方向傳播。激光則僅在最初極短的時間內依賴於自發輻射，此後的過程完全由受激輻射決定。正是這一原因，使激光具有非常純正的顏色，幾乎無發散的方向性，極高的發光強度。而正是這些神奇的特性，使激光在各個領域具有一系列令人難以置信而又不得不相信的應用。

8. 超聲波怎麼產生的

1.要產生超聲波,一般都需要用到壓電陶瓷換能器
2.壓電陶瓷換能器裡面有兩個正負電極板,需要通電才能形成正壓電效應

9. 超聲波是怎麼形成的什麼物質

所謂超聲波其實就是聲波的一種，只不過它的頻率比一般人耳所能聽到的頻率要高，所以才叫做「超聲波」。人耳所能聽到的頻率一般是20Hz~20000Hz，頻率低於20Hz的聲波叫做「次聲波」，頻率高於20000Hz的聲波叫做「超聲波」。

聲音是怎樣形成的，超聲波就是怎樣形成的。通常我們所聽到的聲音，特別是雜訊，實際上包含了很寬的頻帶，既有次聲、普通聲音，也有超聲，只不過人耳只能聽到普通聲音而已。

由於機械波的很多性質都和頻率密切相關，比如透射率、衰減系數、輻射本領等等，所以人們經常使用處於超聲波段的聲波來達到某些用途（次聲波也是如此）。這時人們可以用特殊的儀器產生窄頻帶的超聲波，以提高利用率。具體的做法一般就是讓聲源以高於20000Hz的頻率振動，輻射出去的自然就是超聲波了。

由於高於20000Hz的聲源用機械方法很難產生，所以通常都是用振盪電路產生的電信號激勵聲源振動。從本質上講，超聲波和電並沒有必然的聯系，只要能產生20000Hz以上的聲源，不管用什麼方法，都能產生超聲波。