A. 科學家利用超聲波原理發明了什麼裝置
聲吶、超聲波清洗、焊接、超聲波檢測、超聲波乳化、超聲波催化等.
B. 科學家利用超聲波原理發明了什麼裝置
聲吶、超聲波清洗、焊接、超聲波檢測、超聲波乳化、超聲波催化等。。。
C. 你知道超聲波發明了什麼嗎
超聲波是一種波長極短的機械波,在空氣中波長一般短於2cm(厘米)。它必須依靠介質進行傳播,無法存在於真空(如太空)中。它在水中傳播距離比空氣中遠,但因其波長短,在空氣中則極易損耗,容易散射,不如一般聲波和次聲波傳得遠。
人類可以感知的聲波的音高是由頻率決定的,頻率越高,音高越高,如吉他的六根弦的音高是不一樣的,鋼琴上的八十八個音的音高也是不一樣的,但當高到兩萬赫茲以上,人就聽不到了。這種高頻率的人耳聽不見的聲波叫做超聲波,但容易被蝙蝠的耳朵聽見。
在空氣中,超聲波是指波長小於2厘米的機械波(一說1.7厘米,2cm波長對應17000Hz,1.7cm波長對應20000Hz,實際上沒有固定標准,只是一個便於記憶的數值罷了),其波長甚短,低於人耳聽覺的一般下限(2cm),人們將這種聽不見的機械波叫做超聲波,次聲波的波長則一般長於20米(一說17米,20m波長對應17Hz,17m波長對應20Hz),高於聽覺的波長上限。在實際應用中的超聲波往往還與短波可聽聲波范圍重合,波長短於3.4cm(10000Mhz)的機械波都可以視作超聲波研究。
其波長比一般聲波短得多,因而可以用來切削、焊接、鑽孔等。由於其波長短,因而具有許多特點:首先是波長短造成的傳播的各向異性,再者由於它波長短,衍射能力差,雖具有良好的各向異性,不過在空氣中損耗大,傳不遠,穿透力比較差,容易散射。工業與醫學上常用超聲波進行超聲探測。超聲和次聲以及可聽聲本質上是一致的,它們的共同點都是一種機械波,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,其不同點是超聲波波長短,在一定距離內可沿直線傳播而衍射少,具有良好的各向異性,但相比可聽聲和次聲波其穿透力較差,容易散射。
希望我能幫助你解疑釋惑。
D. 人類根據超聲波發明了什麼
超聲波是頻率高於20000赫茲的聲波,它方向性好,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約等於人的聽覺上限而得名。 理論研究表明,在振幅相同的條件下,一個物體振動的能量與振動頻率成正比,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濕度.這就是超聲波加濕器的原理.咽喉炎.氣管炎等疾病,呼喚斤年時斤百 很難血流到達患病的部位.利用加濕器的原理,把葯液霧化,讓病人吸入,能夠提高療效.利用超聲波巨大的能量還可以使人體內的結石做劇烈的受迫振動而破碎,從而減緩病痛,達到治癒的目的。超聲波在醫學方面應用非常廣泛,像現在的彩超、B超、碎石(例如膽結石、腎結石之類的)等。
E. 人們用蝙蝠的超聲波發明了什麼
蝙蝠是靠氣流運動引起聲帶的振動而發聲的。蝙蝠等一類動物能發出頻率高於2萬赫茲的超聲波,人耳對這種頻率的聲音只能望塵莫及。因為人類的聽力有限,聽到的聲波頻率約在16~2萬赫茲的范圍內。我們常常看見倒掛在樹枝上的蝙蝠,不停地轉動著嘴和鼻子。其實,它每秒鍾在向周圍發出10~20個信號,每個信號約包含50個聲波振盪,這樣,信號中不會出現兩種完全相同的頻率。飛行時,蝙蝠在喉內產生超聲波,通過口或鼻孔發射出來。聲波遇到獵物會反射回來,正在飛行的夜蛾對反射波產生壓力,飛行速度愈快,壓力愈大,回聲聲波的頻率就愈高。蝙蝠正是用這種回聲,探測夜蛾和其他物體,並據此知道作為食物的夜蛾的位置,從而立即追捕它們。。 它們頭部的口鼻部上長著被稱作「鼻狀葉」的結構,在周圍還有很復雜的特殊皮膚皺褶,這是一種奇特的超聲波裝置,具有發射超聲波的功能,能連續不斷地發出高頻率超聲波。 以昆蟲為食的蝙蝠在不同程度上都有回聲定位系統,因此有「活雷達」之稱。藉助這一系統,它們能在完全黑暗的環境中飛行和捕捉食物,在大量干擾下運用回聲定位,發出超聲波信號而不影響正常的呼吸。如果碰到障礙物或飛舞的昆蟲時,這些超聲波就能反射回來,然後由它們超凡的大耳廓所接收,使反饋的訊息在它們微細的大腦中進行分析。這種超聲波探測靈敏度和分辯力極高,使它們根據回聲不僅能判別方向,為自身飛行路線定位,還能辯別不同的昆蟲或障礙物,進行有效的迴避或追捕。蝙蝠就是靠著准確的回聲定位和無比柔軟的皮膜,在空中盤旋自如,甚至還能運用靈巧的曲線飛行,不斷變化發出超聲波的方向,以防止昆蟲干擾它的信息系統,乘機逃脫的企圖.會飛的「活雷達」 蝙蝠善於在空中飛行,能作圓形轉彎、急剎車和快速變換飛行速度等多種「特技飛行」。白犬,隱藏在岩穴、 樹洞或屋檐的空隙里;黃昏和夜間,飛翔空中,捕食蚊、蠅、蛾等昆蟲。蝙蝠捕食大量的害蟲,對人有益,理應得 到保護。 到了夏季,雌蝙蝠生出一隻發育相當完全的幼體。初生的幼體長滿了絨毛,用爪牢固地掛在母體的胸部吸乳, 在母體飛行的時候也不會掉下來。 蝙蝠有用於飛翔的兩翼,翼的結構和鳥翼不相同,是由聯系在前肢、後肢和尾之間的皮膜構成的。前肢的第二、 三、四、五指特別長,適於支持皮膜;第一指很小,長在皮膜外,指端有鉤爪。後肢短小,足伸出皮膜外,有五趾, 趾端有鉤爪。休息時,常用足爪把身體倒掛在洞穴里或屋檐下。在樹上或地上爬行時,依靠第一指和足抓住粗糙物 體前進。蝙蝠的骨很輕,胸骨上也有與鳥的龍骨突相似的突起,上面長著牽動兩翼活動的肌肉。 蝙蝠的口很寬闊,口內有細小而尖銳的牙齒,適於捕食飛蟲。它的視力很弱,但是聽覺和觸覺卻很靈敏。一些 實驗證明,蝙蝠主要靠聽覺來發現昆蟲。蝙蝠在飛行的時候,喉內能夠產生超聲波,超聲波通過口腔發射出來。當 超聲波遇到昆蟲或障礙物而反射回來時,蝙蝠能夠用耳朵接受,並能判斷探測目標是昆蟲還是障礙物,以及距離它 有多遠。人們通常把蝙蝠的這種探測目標的方式,叫做「回聲定位」。蝙蝠在尋食、定向和飛行時發出的信號是由 類似語言音素的超聲波音素組成。蝙蝠必須在收到回聲並分析出這種回聲的振幅、頻率、信號間隔等的聲音特徵後, 才能決定下一步採取什麼行動。 靠回聲測距和定位的蝙蝠只發出一個簡單的聲音信號,這種信號通常是由一個或二個音素按一定規律反復地出 現而組成。當蝙蝠在飛行時,發出的信號被物體彈回,形成了根據物體性質不同而有不同聲音特徵的回聲。然後蝙 蝠在分析回聲的頻率、音調和聲音間隔等聲音特徵後,決定物體的性質和位置。 蝙蝠大腦的不同部分能截獲回聲信號的不同成分。蝙蝠大腦中某些神經元對回聲頻率敏感,而另一些則對二個 連續聲音之間的時間間隔敏感。大腦各部分的共同協作使蝙蝠作出對反射物體性狀的判斷。蝙蝠用回聲定位來捕捉 昆蟲的靈活性和准確性,是非常驚人的。有人統計,蝙蝠在幾秒鍾內就能捕捉到一隻昆蟲,一分鍾可以捕捉十幾只 昆蟲。同時,蝙蝠還有驚人的抗干擾能力,能從雜亂無章的充滿雜訊的回聲中檢測出某一特殊的聲音,然後很快地 分析和辨別這種聲音,以區別反射音波的物體是昆蟲還是石塊,或者更精確地決定是可食昆蟲,還是不可食昆蟲。 當2萬只蝙蝠生活在同一個洞穴里時,也不會因為空間的超聲波太多而互相干擾。蝙蝠回聲定位的精確性和抗 干擾能力,對於人們研究提高雷達的靈敏度和抗干擾能力,有重要的參考價值
F. 根據蝙蝠回聲定位的原理,人類製造了什麼
雷根據蝙蝠的「回聲定位」原理,科學家發明了雷達、聲吶。
科學家經過反復研究,終於揭開了蝙蝠能在夜裡飛行的秘密。它一邊飛,一邊從嘴裡發出一種聲音。這種聲音叫做超聲波,人的耳朵是聽不見的,蝙蝠的耳朵卻能聽見。超聲波像波浪一樣向前推進,遇到障礙物就反射回來,傳到蝙蝠的耳朵里,蝙蝠就立刻改變飛行的方向。
科學家模仿蝙蝠探路的方法,給飛機裝上了雷達。雷達通過天線發出無線電波,無線電波遇到障礙物就反射回來,顯示在熒光屏上。駕駛員從雷達的熒光屏上,能夠看清楚前方有沒有障礙物,所以飛機在夜裡飛行也十分安全。
G. 超聲波給人類帶來什麼貢獻
補充樓上的:早在1830年,,F.Savrt曾用齒輪,第一次產生2.4×100000Hz的超聲波,1876年F.Galton用氣哨產生3×100000Hz的超聲,1927年R.W.WOOD和A.E.LOOMIS首次發表對超聲能量作用的實驗報告,為今天超聲學奠定了基礎.
我國超聲學研究始於1956年的12年科學規劃,應用在探傷、加工、種子處理、顯示、醫療、粉碎、乳化及染料等,1965年開始研究了表面波換能器,進入80年代,我國超聲學面向實際應用.B超醫療開始投入生產。超聲加工、超聲研磨、超聲探測、超聲焊接、超聲清洗、超聲催化與濾礦及超聲技術育種等。
(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
。
目前,超聲技術研究和應用的范圍,已從船舶、冶金、機械等擴大到二十多個工業部門,並取得了很好的社會效益和經濟效益。
H. 人類根據超聲波發明了什麼
探測方面(利用超聲波的指向性和聲波的反射):B超,無損探傷,聲吶;超聲空化方面(利用超聲波在液體中可以使液體產生負壓氣泡的性質和功能):超聲清洗,超聲聲化學;還有超聲打孔,超聲焊接等;
I. 超聲波是怎樣為人類做貢獻的
1、超聲波的應用
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。
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——
2超聲波在農業中的應用
2.1 超聲波處理與加工的基本原理
超聲波處理與加工設備主要是由四個部分組成:超聲波發生器、換能器、超聲波聚能器及超聲波發生器和換能器之間的匹配電路。如圖1所示,超聲波發生器產生一定高頻電能提供給超聲換能器,由超聲換能器將電能量轉化成機械能,然後通過超聲波聚能器將機械能放大,將聲能作用在待處理的物質上。超聲波的生物效應應用十分廣泛,其主要的生物效應是源於空化作用引起的機械效應和熱效應等。超聲波處理與加工的基本原理主要是利用液體動力學的空化現象。超聲空化是指超聲波激活氣泡的各種動力表現,這些表現可能是較為有規律而緩和的穩態空化或者是很激烈而短暫的瞬態空化。瞬態空化泡絕熱收縮至崩潰瞬間,泡內可呈現高溫和幾千個大氣壓的高壓,並伴有強大的沖擊波或射流等。超聲波的輻照因其機械作用,能使液體媒質質點運動增強,質量傳輸加速,還能影響邊界層、膜、細胞壁和液泡。超聲的空化作用還能破壞細胞並使酶變性等。以下所舉的超聲波在農業中的一些新應用基本上都是循著上述的基本原理而實現的。
2.2 超聲測定土壤中的鉛[1]
鉛是一種對人體有害的元素,它是土壤分析中的常測元素。採用懸浮液直接進樣火焰原子吸收光譜法測定土壤中的鉛時,由於土壤樣品的取樣量大,使得懸乳液的粘度大、不易分散均勻而影響進樣的缺點。採用先用超聲波處理懸浮液後進樣的方法,可使進樣順利和使懸浮液穩定時間延長;十二烷基硫酸鈉(SDS)增敏可以提高懸浮液直接進樣火焰原子吸收光譜法測定的靈敏度。該方法快速、簡單、准確,適用於各種土壤樣品中鉛的測定。
2.3 超聲處理種子
超聲育種,應用超聲波處理種子,早在前蘇聯就已有了不少研究。根據外國文獻所載,少量的超聲波能刺激細胞分裂,中等量的超聲波會抑制細胞分裂,大量的能引起細胞死亡。在上世紀,就有人用超聲波對菠菜和白菜種子進行實驗。其實驗結果顯示,在對白菜種子用超聲波處理1分鍾和2分鍾時,其種子的發芽率為92%~96%,而未用超聲波處理的白菜種子發芽率為88%。在對菠菜種子用超聲波處理1分鍾後,其出土率為85%,而未用超聲波處理的菠菜種子出土率為40%[2] 。用超聲波處理的種子在日後增產也比較顯著。低頻脈沖超聲波對小麥幼苗變異較明顯。經超聲波照射的水培變異幼苗,出現率為8.57±8.25%,對照的自然變異出現率為1.00±1.28%;田間種植變異幼苗出現率為18.21±2.54%,對照的自然變異出現率為14.58±2.59%。經照射的咸農68小麥單株粒重超過親本的家系達55.17%,超親達1%顯著水準占超親家系87.50%。經照射的四方穗小麥,單株粒重超親家系達69.23%,達到1%顯著水準的超親家系佔77.78[3] 。
2.4 超聲處理對植物生長的影響
超聲培苗,與其他環境應力一樣,超聲波作為應力的一種作用形式,對植物的生長發育有重要的影響。近年來,在超聲處理下,從對植物生長變化的宏觀觀察到對植物生理生化的研究,從對植物細胞、組織、分裂生長的影響研究到對超聲處理對植物作用機理的探討,均取得了很多的成效。超聲處理可以影響植物體或者某些器官的生存和生長。對器官生長影響的研究主要集中在根上,溫和的超聲處理能促進生根[4] 。植物細胞經超聲波處理,出現了一致現象,即低劑量、短時間的溫和處理能明顯加速和誘導植物細胞的分裂,刺激細胞生長,加速原生質體的蛋白合成;而處理時間延長,處理劑量加大則會造成負面的不可恢復的影響。利用超聲波對保鮮液處理,能使插花推遲鮮重始降時間,增大最大花莖,延長插花壽命[5,6] 。可見,一定頻率和強度的超聲波處理可以強化植物的一些生理生化指標,促進植物的生長發育。
2.5 超聲處理對植物呼吸作用的影響
關於植物呼吸作用的研究一直是植物生理學研究的一個熱點,特別對農作物來說,其呼吸作用的大小直接關繫到產量的高低,所以它的研究對農業的發展具有十分重要的理論和實際意義。1975年Albu E研究發現低頻率超聲波(25kHz)處理蔬菜之後,一年生植物(如番茄和黃瓜)的呼吸強度下降,而兩年生植物(如捲心菜和洋蔥)的呼吸強度上升[7] 。自此我們可以推測,利用超聲處理相關的農作物可以提高作物的產量。
2.6 超聲波犁田
傳統的翻地犁需要笨重的機器牽引,這不僅會壓實深層的土壤,使其不能保持水分和養料;而且翻起的地表土會被風和雨水侵蝕。這是許多農民的一大心病。此外,由於多次的翻犁,植物的根以及腐爛的殘留植物被翻出地表,他們會散發出二氧化碳氣體。約旦的農機工程師奈達·阿布哈德發明了利用超聲波鬆土。他的實驗結果顯示:鬆土可達土壤深度20cm。這完全滿足了一般農作物的鬆土深度。
2.7 超聲處理植物根系[8]
糖類是植物體內的主要成分之一,可溶性糖主要指的是單糖和低聚糖。磷酸單糖在植物細胞中的含量不高,但它們都是光合作用及呼吸作用過程中的主要中間產物,在代謝過程中極為重要。經超聲波刺激後,根系中的可溶性糖含量比對照組高大約29.6%。豐富的蛋白質是細胞進行一系列生理活動的物質基礎,經過超聲波刺激後,根系中的可溶性蛋白增加了35.3%,高水平的可溶性蛋白質含量保證了細胞旺盛的分裂生長能力,這說明了經過超聲波刺激後,植物根部細胞分裂旺盛,生長能力強。
2.8 超聲除蟲[9]及促進蠶卵孵化
用250W-CFS 超聲波發生器(中原電子儀器廠出品)匹配自帶的清洗槽,果實內已生有蟲子的板栗浸在清洗槽里的自來水中,在19.5~20.5kHz下,開機處理15min,結束後去水晾乾,保存2周。切開板栗果實檢查,長10mm左右的幼蟲仍存活,而6mm以下的幼蟲死亡。加長處理時間, 蟲子的死亡率基本一致。另外,有人曾用類似的方法及設備處理過蠶卵(約半分鍾內),直接結果是蟻蠶的孵化時間達到基本一致;追蹤結果為比同樣條件下長大的成蟲做的蠶繭的抽絲率提高。也曾有人試圖用超聲處理水果(蘋果、梨等)中害蟲,但大多無果而終。
2.9超聲催產
3.超聲波在工業的應用
超聲波物位 液位計
超聲波流量計
超聲波探傷儀
超聲波限位開關
超聲波清洗裝置
應用行業:
行業類別 電子及電
器工業機器 光學機械、寶
石加工、鍾表業 汽車、摩
托車產業 化纖紡織 食品
釀造 航空、飛機行業
4.超聲波在軍事的應用
聲波武器
一般人認為,聲音與聽覺是連在一起的,但它作為一種空氣波,在聚焦後可成為
攻擊武器,對許多人來說,這恐怕還是件新鮮事。近日,位於美國加州聖地亞哥
市的美國技術公司就研製出一種用聲波作子彈的槍。
主動聲納:基本原理同蝙蝠探路。