超聲波長與什麼成正比

A. 超聲波是什麼意思請簡短說。

超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波，它的方向性好，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於人的聽覺上限而得名。

超聲波的波長相對來說比聲波要短，通常的障礙物都會比超聲波的波長大很多，所以說超聲波的衍射能力不是很強，在介質一定密度不變的情況下，超聲波能夠沿著波的方向一致沿直線傳波，超聲波的波長相對來說越短的話，直射能力就越好。

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，所以說超聲波跟聲波相比呢，超聲波的功率比聲波要大很多的。

(1)超聲波長與什麼成正比擴展閱讀

超聲波在液體中隨著液體的縫隙傳播開時，液體的分子受到超聲波的能量的傳遞，而具有能量，分子相互作用而產生大量的氣泡，這些氣泡構成了空化的前提條件，能量聚集到一定的程度的時候氣泡破裂產生巨大的能量把整個液體破費，空化作用常常用於超聲波清洗機、以及小型超聲波清洗機的與原理應用。

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。

超聲波在，漁業上有很多的應用。可用於測距、測速、測障、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒、檢查金屬產品的缺陷、焊接鋁金屬、洗衣服、在坡璃上鑽孔、以及尋找沉沒了的船隻等。

B. 超聲波功率和電流的關系

諧振狀態下，電流轉換為超聲波功率輸出。超聲功率和電流成正比關系。電流電壓產生的總功率=電路損耗+換能器損耗+超聲波輸出功率。大功率超聲波的換能器自身損耗比較大的，主要是設計和材料問題。

C. 超聲波的聲強為什麼與頻率平方成正比可以給出推導過程嗎

定義：聲波平均能流密度的大小叫聲強。

聲強對面積積分，則為單位時間內通過一定面積的的聲波能量，因具有功率的單位，又叫做聲功率。聲功率通常還很小，一個人說話的聲功率僅約10^-5W，故一千萬人同時說話，也只100W。人們發聲所消耗的能量絕大部分均轉化為其他形式例如熱運動的能量，用於發聲的僅約1%。
聲傳播時也伴隨著能量的傳播．用單位時間內通過垂直於聲波傳播方向的單位面積的能量(聲波的能量流密度)表示．聲強的單位是瓦/平方米．聲強的大小與聲速、聲波的頻率的平方、振幅的平方成正比．超聲波的聲強大是因為其頻率很高，炸彈爆炸的聲強大是因為振幅大．
聲音強度由振動幅度的大小決定，以能量來計算稱聲強，以壓力計算表示時稱聲壓。聲強（I）與聲壓（P）的關系為：
I=（P^2）/(ρv) （此時P為有效值，若P為幅值，則 I=(P^2)/(2ρv) ）
其中ρ-介質密度，v-聲速
公式
w=U^2*Ra.
W——聲功率。U——流體的體積速度。Ra——聲源的輻射電阻
聲強又常以聲功率Lw表示。
希望能幫助你，謝謝！

D. 超聲波的能量與什麼有關系

超聲波的頻率與振幅。

頻率越大，波長越長，超聲波的能量就越大

再大點超出超聲波范圍，變成次聲波，威力比中子彈還厲害

E. 超聲波

我們知道，當物體振動時會發出聲音。科學家們將每秒鍾振動的次數稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲。我們人類耳朵能聽到的聲波頻率為20～20，000赫茲。當聲波的振動頻率大於20000赫茲或小於20赫茲時，我們便聽不見了。因此，我們把頻率高於20000赫茲的聲波稱為「超聲波」。通常用於醫學診斷的超聲波頻率為1～5兆赫。超聲波具有方向性好，穿透能力強，易於獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠等特點。可用於測距，測速，清洗，焊接，碎石等。在醫學,軍事,工業,農業上有很多的應用。
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。

F. 超聲波頻率，波長，波速與什麼因素有關

頻率是固定的，在同一頻率底下，波長和材料的聲速有關。波速是材料的特性。

G. 為什麼一般來說超聲波產生的震動比可聞聲波更強烈振幅不是與頻率無關嗎

理論和實驗均表明，
超聲波的強度 與 頻率的二次方成正比。
在其它條件相同的情況下，頻率越高的超聲波，其強度越大。

這里不是只考慮波動的振幅，還要考慮的是波數等因素。
頻率越高，單位時間內的波數越大，相應的穿過單位面積的能量也越大。
所以，頻率越高，強度越大。

H. 超聲有什麼物理特性

聲速

聲速與介質的體彈性系數和密度有關。由於介質的彈性系數與溫度有關，因此聲速也與溫度有關。在超聲診斷的頻段中，人體組織的超聲速度與頻率無關，而且軟組織中的聲速都很接近，約為1540m/s。

波長、周期和頻率

聲波在介質中傳播時，兩個相鄰的同相位點之間的距離，如相鄰兩點稠密部之間的距離（超聲波在人體中一般是以縱波方式傳播），稱為聲波的波長，以λ表示。波向前移動一個波長的距離所需的時間，稱為聲波的周期，以T表示。介質中任何一給定點在單位時間內通過的波敝，稱為聲波的頻率，以f表示。它們之間的關系為

λ=C/f=CT

式中為聲波的傳播速度。

醫學診斷中採用的超聲波頻率在1-20MHz范圍內。

聲阻抗

介質中任意點的密度ρ與該點處聲波的傳播速度C之積為此介質在該點處的聲阻抗，以Z表示，即Z=ρC。它是表徵介質的聲學特性的一個重要物理量。聲阻抗的變化將影響超聲波的傳播。聲阻抗是採用反射回波法進行超聲診斷的物理基礎。

聲壓級與聲強級

聲壓級LP是以分貝表示的某個聲壓P與參考分壓P0的比值，即LP=20lg(P/P0)

聲強級LI是以分貝表示的某個聲強I與參考聲強I0的比值，即LI=10lg(I/I0)

聲強是表示聲的客觀強弱的物理量，它表示通過垂直於傳播方向上單位面積的能流率。聲強為

I=1/2(ρCω02A2)= p02/(2Z)

聲強的單位是mW/cm2或W/m2。

聲強與聲源的振幅有關，振幅越大，聲強也越大。對於平面超聲波，他的總功率為強度I和面積S的乘積，即W=IS。

由於超聲強度太大會破壞人體正常細胞組織，因其不可逆的生物效應。因此，國際上對診斷用超聲強度安全劑量作出規定，一般接受的安全劑量為20mW/cm2。

超聲波的指向性

對於平面園片換能器，在無吸收的介質中其波束形狀有兩個不同的區域即園柱形區和發散區或稱為近場區和遠場區。近場區的長度為D2/4λ，D為晶片直徑，λ為該介質中傳播的超聲波長。在遠場區，發散角由sinθ=1.22λ/D給出。可見，減小直徑可縮短近場長度和增大，即加寬了波束。增加頻率即減小波長時，加長了近場區，減少了發散角，可獲得較窄的波束。

聲強度沿中心軸距離的分布，近場區聲強度有劇烈的起伏變化，存在著許多聲強度為極小值的節點。這些節點可引起不希望有的盲點。在遠場區聲強都變化趨於平穩，單隨著距離的增加，聲強逐漸減弱。

超聲波的反射與折射

當一束平面超聲波入射到兩種介質交界面上時，或者聲阻抗的不連續處時，會產生反射和折射，並遵從反射和折射定律。

θI=θR

SinθI/SinθT=C1/C2

超聲波的衰減

超聲在介質中傳播，其能量將隨著距離的增加而減小，這種現象稱為超聲波的衰減。雜訊衰減的因素主要有兩類。一類是聲束本身擴散，使單位面積上的能量下降，或反射，散射的結果，使能量不能再沿著原來的方向傳播。在這一類事件中，聲波的總能量並沒有減少。另一類是，超聲傳播中，由於介質的吸收，將聲能轉換成為熱能，因而使聲能減小。著後一類的機理比較復雜，主要有粘滯吸收；弛豫吸收、相對運動吸收及空化氣泡吸收。

對於給定的頻率的超聲波，其強度和壓強幅度都隨著距離的增大而按指數規律下降，可表示為：

I(x)=I0e-2αx

P(x)=P0e-αx

式中α為衰減系數。α是頻率的函數。αmm = βfMHz。為常數。

衰減系數在很大程度上依賴於頻率。這一點，我們在設計還是臨床操作上都具有重大影響意義。實驗結果表明，在醫學超聲頻率范圍內，人體組織對超聲波的吸收系數幾乎與超聲波頻率成正比。

I. 超聲波的特性是什麼

我們的耳朵只能分辨頻率為20至2萬赫的聲音，頻率比人的聽頻范圍高的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。

穿透力強,可以用超聲波測距離,就是我們所說的聲納,還有超聲波的破碎力強,可以用來碎石,就是結石.
下面在詳細介紹下:

超聲波的基本特性

頻率在2kHz以上的聲波稱之為超聲波，由於頻率f升高，波長λ變短使得超聲波比普通聲波具有特殊性，即近似於光的某些特徵。如束射性，由一種媒質進人另一種媒質發生折射、反射等。同時有很強的被吸收性與衰減性，帶有很強的能量。本節簡要介紹超聲波的幾個主要特徵。

【超聲波的束射性】

人耳可感受的聲音是無指向性的球面波，即以聲源為中心呈球面向四周擴散周圍均能聽到聲音。由於超聲波頻率很高，所以方向性就相對要強，方向性即柬射性。當超聲波發生體壓電晶體的直徑尺寸遠大於超聲波波長時，則晶體所產生的超聲波就類似於光的特性，如圖1一1一1所示。

緊靠晶體輻射板的一段叫近場區，接近於圓柱狀；離晶本輻射較遠的部分，超聲波以一定的角度擴散，叫遠場區。若壓晶體圓片的直徑為D,超聲波在該介中的波長為λ，則近區的長度為：

D2－λ2 D2

N= ———— ≈ —— （D》λ）

4λ 4λ

由上式看出，壓電晶體片直徑愈大或頻率越高，即波長λ愈短，則近場區的長度愈長，此超聲波場的束射性就愈好。

聲學工作者用光衍射法，對醫用超聲波換能器的聲場顯示做了深入、生動的研究。

就是這個研究成果的一組照片，它對我們深入而又形象地理解超聲波的束射性，超聲波的聚焦性，都有很大的幫助。圖1-2是這種是這種光衍射法的實驗光路圖。圖中的He——Ne激光器的波長為6328A（埃），O為一組組合透鏡，它將光束鏡發出的擴散光束變為平行光束。最後在相屏上得到的是一個超聲波聲束的倒立的實相。圖1-3圖1-6的一組照片，就是從這個相屏上拍攝而成的。整個實驗均在暗室中進行。圖1-5所示的這張未聚焦的單片換能器的全景超聲波束照片，是我們超聲波治療機所發出的超聲波聲束的生動、形象的顯示，是值得我們深入研究和理解的。

理解了超聲波的束射性，對超聲波治療有重要的意義。由於超聲波具有很強的束射性，在超聲波治療時，要注意使用聲頭輻面垂直，對准治療部位。以由於超聲波聲頭輻射出的超聲波場中心處最強，愈向外側愈弱，所以，在超聲波治療操作時，一般都要以一定的速度，在治療部位做小圓周或其它形式的移動，以使治療部位得到的超聲波劑量基本均勻，從而保證治療效果的良好。

【超聲波的透射、反射、折射與聚集】

由於超聲波的頻率較高，所以超聲波在定向傳播時，在兩種不同媒質的分界面上，會出現類似於光線一樣的透射、反射和折射現象。

光線的透射、反射與折射現象是常見的。例如，我們在一個黑暗的環境里將一束光線投身到一個盛滿水的透明玻璃燒杯里，我們將十分清楚地看到光線在水面上產生的透射、反射與折射現象。我們採用圖1一2所示的光衍射法，也可以清楚地看到超聲波聲束的反射、透射與折射現象。見圖1一7。

光的聚集現象是常見的。如果我們手邊在一個放大鏡，在強烈的陽光下，太陽光經過放大鏡的聚集到一點，就會將這一點上的紙或者香煙等物點燃。許多人都親身做過這個實驗。

超聲波的聚集現象和光線的聚集現象是一樣的。利用超聲波聚集裝置可以將超聲波束會聚到一點，從而將超聲波的聲強提高幾倍甚至幾千倍，利用這樣巨大的聲強可以做許多很有意義的工作。例如:超聲波切割、超聲波鑽孔、超聲波打磨等。

【超聲波的吸收與衰減】

聲波在各種媒質中傳播時，由於媒質要吸收掉它的一部分能量，所以，隨著傳播路程的增加，聲波的強度會逐漸減弱。

在一個廣場上，一個民族弦樂正在為廣大群眾作街頭演出，許多人聞訊前去觀看和欣賞那動聽的音樂。當你從遠處走近這個樂隊時，首先聽到的是那音調低沉的鼓聲，隨著你慢慢走近樂隊，你就逐漸聽到了鎖吶聲、笛聲、二胡聲等;當你最後走到樂隊周圍時，你才聽到了那音調很高的清脆的鈴聲。

這個例子，很生動地說明了各種不同頻率的聲波，在空氣中傳播時被吸收的程度是不同的。頻率越高的聲波，空氣對它的吸收越強，所以它傳播的距離較短。例如上述樂隊中音調很高的鈴聲;因其頻率很高，空氣對它的吸收作用很強，所以傳不遠。反之，對頻率越低的聲波，空氣對它的吸收較少，因此，它傳播的距離較長。上述樂隊中音調低沉的大鼓聲音傳得很遠，正是由於它的頻率很低的緣故。

聲波在媒質中傳播時，被吸收而衰減的另一個特點是對於同一個聲波，當它在圍體、液體或氣體，以及各種不同物質中傳播時，它被吸收的程度也是不同的。對於一個頻率固定的聲波，在氣體中傳播時，它被吸收的最厲害;在液體中傳播時，它吸收的較少；而在固體中傳播時，則被吸收的最少。所以，聲波在空氣中傳播的最短，在水中則可傳播的遠一些，而在金屬中則能傳播得很遠。

以上關於聲波吸收的兩個特性，無論對可聽聲，或是對超聲波，都是適用的。對於超聲波來講，由於它的頻率很高，所發，它在空氣中傳播時，被吸特別厲害。據科學家們的實驗，頻率為100億Hz的超聲波，在它離開聲源的一剎那間，馬上會被空氣全部吸收掉。在超聲波治療的臨床應用中，對於超聲波的吸收特性，必須予以足夠的重視。這一點，在下面的有關章節中，將要詳細談到。

【超聲波的巨大能量】

超聲波之所以在工業、國防和醫療等方面發揮著獨特而又巨大的作用，還有一個原因是由於超聲波比一般可聽聲有著強大的功率。根據聲學工作者的實驗測定，一般的講話聲音的能量是很小的。假設我們想用普通說話的能量來燒開一壺水，那麼，必須動員700多萬人，連續大聲喊叫12個小時才行。超聲波具有的能量，要比一般可聽聲大的多。根據有關聲學實驗測定，頻率為100萬赫茲的超聲波的能量，要比同幅度的頻率為1000赫茲的可聽聲能量大100萬倍。所以說，擁有巨大的能量，是超聲波的一個重要特點。超聲波的許多應用，也都是利用它的這一特點進行工作的。為什麼超聲波擁有這么強大的功率呢？這是由於聲波到達某一物質中時，由於聲波的振動作用，使物質中的分子隨便之一起振動，兩者振動的頻率是一致的。物質分子振動的頻率，決定了該物質分子振動的速度，頻率越高，速度越大。我們知道，一個運動物體所具有的動能E與其質量M和運動速度有下列關系:

E=Mv2

即，運動物體的動能與其質量成正比，與其速度的平方也成正比。

由於超聲波的頻率很高，它使所進入的物質分子運動速度，也隨之變的很高。根據上式可知，這樣高的運動速度，使該物質分子具有很大的動能，這就是超聲波擁有巨大能量的緣故。

【超聲波的聲壓特性】

所謂「聲壓」指的是由於聲波的振動而使聲場中的物體受到附加壓力的強度，單位為公斤/平方厘米，一般可聽聲的聲壓非常微小，其數值約為0.000001公斤/平方厘米~0.000002公斤/平方厘米。這公微小的聲壓，一般是不引起人們的注意的。但是，超聲波的聲壓，一般是很大的。例如，在水中通過一般強度的超聲波時，因超聲波而產生的附加壓力，可以達到好幾個大氣壓。超聲波之所以能夠產生這樣強的聲壓，可以達到好幾個大氣壓，其根本原

因仍然是由於超聲波的頻率很高，所以振動時，使高密度分子間的伸拉很快以致使其間形成瞬時的真空與壓縮高密度區，產生巨大的壓力差。當它的振幅達到一定程度時，超聲波擁有的能量十分巨大。

當超聲波束通過液體時，由於巨大的超聲波聲壓作用，可以在液體中出現"空化現象"。這種現象所產生的瞬時壓力，可以高達幾千個，甚至上萬個大氣壓!這么巨大的瞬時壓力，使超聲波的應用，在許多方面顯示出它獨特的巨大作用。現在已被普遍應用的超聲波清洗，超聲波乳化等，都是超聲波空化現象的具體運用。

超聲波的空化現象是怎樣產生的呢?讓我們通過觀察一個聲學實驗，來了解空化現象產生的奧妙。

如圖1一8所示，在一個盛滿水的玻璃容器中，放大一個超聲波發生器的聲頭。

在超聲波機末工作之前，該容器中的液體分子受到的只是大氣壓的壓力，液體的分子都很穩定，沒有什麼變化。當超聲波機開始工作後，一般強大的超聲波束穿過了整個液體內部。我們知道，當聲波通往某種物質時，由於聲振動現象，這種壓縮和稀疏相互交替的作用，使該物質分子受到的壓力產生了變化。例如當超聲波振動使水分子壓縮時，水分子所受到壓力將是大氣壓加上水分子被壓縮時受到的壓力，這個變化的壓力就是前面我們所談到的"聲壓"。當這個巨大的聲壓使水分子團壓縮時，好象水分子團受到了來自四面八方的巨大壓力(參看圖1一8A)當超聲波振動使水分子稀疏時，水分子又受到了向四面八方散開的拉力(參看圖1一8B)。對於一般的液體，它能經受得住聲壓的巨大壓力作用，所以在受到壓縮力時，水分子團不會發生反常的現象。但是當水分子團受到稀疏作用而受到四面八方的拉力時，它們就支持不住了。在拉力集中的地分，水分子團就會斷裂開來，這種斷裂作用，最容易發生在存有雜質和氣泡的地方，因為這些地方水的強度特別低，根本經不住幾倍於大氣壓力的巨大的拉力作用而發生斷裂。這種斷裂的結果，使水中會產生許多氣泡狀的小空腔，這種空腔存在的時間很短，一瞬間，就會閉合起來。小空腔閉合的時侯，會產生巨大的瞬時壓力，一般的可高達幾千個，甚至上萬個大氣壓。這種巨大的瞬時壓力，可以使懸浮在水中的固體表面受到急劇的破壞，超聲波的絕妙的清洗作用、乳化作用以及超聲波治療中利用超聲波來擊碎 腦血栓和膽結石塊等，都是運用了超聲波的這種巨大的瞬時壓力。這種由於超聲波在液體中的聲壓，而使液體分子團破裂而產生無數氣體小空腔，由於這些小空腔閉合而產生的瞬時壓力的現象，稱之為超聲波的空化現象。超聲波的空化現象，也是超聲波的重要特性之一。

J. 超聲波探頭的解析度與什麼成正比

解析度主要是和波長。波長越長，解析度越差，波長越短，解析度越高，不過跟你的信號採集也很大關系。