❶ 急!!超聲波遇到障礙物會反射,但它的穿透性又很好,怎麼理解這句話啊
超聲波與普通聲波一樣都是通過空氣的振動傳遞。
之所以叫超聲波是因為超聲波在空氣中傳遞時,振動的頻率比普通聲波快得多。
打個比方,兩個人跑步,速度都很快,但跑步的方式不一樣,一個人是大步流星式跑,每跑一步都跨很大一步,這就類似普通聲波。
另一個人是小步跑,但換腳頻率很快,這就類似於超聲波。
請看圖,圖上方是普通聲波,每次在空氣中振動時需要的時間較長,而下方的超聲波振動時間很快。
為什麼超聲波會比普通聲波衰減快?
你看看兩張圖,兩種聲波跑相同的時間,超聲波所跑過的路徑絕對比普通聲波要長,所以同樣的傳遞方向同樣的時間超聲波損耗更多。
為什麼傳播距離短,同樣道理看波形就能明白,因為超聲波振盪次數太多消耗了能量,就跑不了太遠了。
至於你所說的穿透與不穿透的問題可以這樣來理解:
一拳打在鋼板上,力量將被反彈,這時你能感到明顯的痛。
但如果一拳打在綿花上,力量將被吸收。
按這個原理,如果有一個儀器,能向一個方向發出超聲波,並且能收集反方向發回來的聲波。 當向鋼板發射聲波時,聲波將百分百回彈,這時儀器收到的聲波跟發出去的一模一樣。這時候,我們可以肯定前方物體是鋼板。
如果前方物體是一團綿花,將很少有聲波返回。
每種物體根據其特點都有不同的返回聲波量,因此可以利用這一原理製作雷達,B超等儀器。
還有另一種情況,超聲波的能量很大很大,頻率也更快,就好像一個大力士的拳頭,即使打在一塊鋼板上,也將會將鋼板擊穿。 這時候有部分聲波繼續向前傳遞,一部分返回
補充你的補充:
一般情況下,我是指普通能量(非軍事武器或特殊用途)。超聲波發射到空氣中,在空氣中傳遞,遇到鋼板,將全返回。
其實空氣也是物體,但非常軟,所以在空氣和水中,聲波將繼續傳遞(也就是被穿透)
雷達: 基站向天上發射聲波,遇空氣繼續傳遞,遇風箏或飛鳥時一部分返回一部分繼續傳遞,遇到金屬做的飛機時全返回,返回的動能與發射時的接近,這時候雷達報警,發現敵機。
是的,無法穿透。 根據物體的堅硬度決定返回多少。 所以用B超檢查人體內部的時候,骨頭等硬的會返回多,肌肉皮膚等會返回少,更從被穿透。 由於人體的各種組織返回數量的多少醫生都有記錄都是確定的,一旦體內產生了惡性腫流病變,返回的值就是不確定的。馬上就能斷定
❷ 超聲波與次聲波的作用與危害
超聲波
超聲波一般由具有磁致伸縮或壓電效應的晶體的振動產生。它的顯著特點是頻率高,波長短,衍射不嚴重,因而具有良好的定向傳播特性,而且易於聚焦。也由於其頻率高,故而超聲波的聲強通常比一般聲波大得多。用聚焦的方法,可以獲得聲強高達109W/m2的超聲波。超聲波在液體、固體中傳播時,衰減很小。在不透明的固體中,能穿透幾十米的厚度。超聲波的這些特性,在技術上得到廣泛的應用。
作用
利用超聲波的定向發射性質,可以探測水中物體,如探測魚群、潛艇等,也可用來測量海深。由於海水的導電性良好,電磁波在海水中傳播時,吸收非常嚴重,因而電磁雷達無法使用。利用聲波雷達——聲納,可以探測出潛艇的方位和距離,因為超聲波碰到雜質或介質分界面時有顯著的反射,所以可以用來探測工件內部的缺陷。超聲探傷的優點是不傷損工件,可以探測大型工件,如用於探測萬噸水壓機的主軸和橫梁等。此外,在醫學上可用探測人體內部的病變,如「B超」儀就是利用超聲波來顯示人體內部結構的圖像。
目前超聲探傷正向著顯像方向發展,如用聲電管把聲信號變換成電信號,再用顯像管顯示出目的物的像來。隨著激光全息技術的發展,聲全息也日益發展起來。把聲全息記錄的信息再用光顯示出來,可直接看到被測物體的圖像。聲全息在地質,醫學等領域有著重要的意義。
由於超聲波能量大而且集中,所以也可以用來切削、焊接、鑽孔、清洗機件,還可以用來處理種子和促進化學反應等。
超聲波在介質中的傳播特性,如波速,衰減,吸收等與介質的某些特性(如彈性模量、濃度、密度、化學成份、黏度等)或狀態參量(如溫度、壓力、流速等)密切有關,利用這些特性可以間接測量其他有關物理量。這種非聲量的聲測法具有測量精度高,連度快等優點。
由於超聲波的頻率與一般無線電波的頻率相近,因此利用超聲元件代替某些電子元件,可以實現電子元件難於起到的作用。超聲延遲線就是其中一例。因為超聲波在介質中的傳播速度比起電磁波小得多,用超聲波延遲時間就方便得多。
次聲波
次聲是頻率低於可聽聲頻率范圍的聲,它的頻率范圍大致為10-4~20Hz。
作用
由於次聲的頻率很低,所以大氣對次聲波的吸收系數很小,因而其穿透力極強,可傳播至極遠處而能量衰減很小。10Hz以下的次聲波可以傳播至數千千米的距離。1983年夏,位於印度尼西亞蘇門答臘島和爪哇島之間的喀拉喀托火山爆發,火山爆發時產生的強次聲波繞地球轉了3圈,歷時108小時後才慢慢消逝。全世界的微氣壓計都記錄到了它的振動餘波。1986年1月29日,美國太空梭"挑戰者"號升空爆炸,爆炸產生的次聲波歷時12小時53分鍾,其爆炸威力之強,連遠在1萬多千米處的我國北京香山中科院聲學研究所監測站的監測儀都"聽"到了。通常的隔音吸音方法對次聲波的特強穿透力作用極微,7000 Hz的聲波用一張紙即可隔擋,而7Hz的次聲波用一堵厚牆也擋不住,次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土。
危害
次聲波具有較大的破壞性。強烈的次聲波通過固體媒質的傳播,會直接破壞建築物,使其損壞或坍塌。1980年,我國南京某廣場的一座大樓施工時,打樁機產生的強烈振動波,把工地附近一家電影院的牆壁震裂,致使這家電影院不得不被拆掉重建。高空大氣湍流產生的次聲波能折斷萬噸巨輪上的桅桿,能將飛機撕得四分五裂;地震或核爆炸所激發的次聲波能將高大的建築物摧毀;海嘯帶來的次聲波可將岸上的房屋毀壞。
次聲的頻率與人體器官的固有頻率相近(人體各器官的固有頻率為3~17Hz,頭部的固有頻率為8~12Hz,腹部內臟的固有頻率為4~6Hz),當次聲波作用於人體時,人體器官容易發生共振,引起人體功能失調或損壞,血壓升高,全身不適;頭腦的平衡功能亦會遭到破壞,人因此會產生旋轉感、惡心難受。許多住在高層建築上的人在有暴風時會感到頭暈惡心,這就是次聲波作怪的緣故。如果次聲波的功率很強,人體受其影響後,便會嘔吐不止、呼吸困難、肌肉痙攣、神經錯亂、失去知覺,甚至內臟血管破裂而喪命。所謂次聲波武器就是利用這一原理來對人體產生影響和殺傷作用的一類新概念武器。由於人聽不到、看不見、摸不著次聲波,所以又有人把次聲波武器稱之為"無聲殺手"、"啞巴武器"等。
次聲波對人類而言可以說是一個雙刃劍。一方面,人們通過研究自然現象產生的次聲波的特性和產生機制,可以更深入地認識這些現象的特性和規律,例如人們利用測定極光產生次聲波的特性來研究極光活動的規律等。利用接收到的被測聲源所輻射出的次聲波,探測它的位置、大小和其他特性,例如通過接收核爆炸、火箭發射火炮或台風所產生的次聲波去探測這些次聲源的有關參量。許多災害性現象如火山噴發、龍卷風和雷暴等在發生前可能會輻射出次聲波,因此有可能利用這些前兆現象預測災害事件等等。
另一方面,次聲波對人體是有害的,人類必須防止次聲波的污染。讓人頭痛的是,由於次聲波的穿透力極強,幾乎沒有什麼辦法能夠消除它對人體的危害。人們惟一能做的就是在各種次聲波污染物上(交通工具、打樁機等)安上減振器,把它對人體的危害減小到最低程度。
❸ 聲吶為什麼用超聲波不用次聲波
由於其他探測手段的作用距離都很短,光在水中的穿透能力很有限,即使在最清澈的海水中,人們也只能看到十幾米到幾十米內的物體;電磁波在水中也衰減太快,而且波長越短,損失越大,即使用大功率的低頻電磁波,也只能傳播幾十米。
然而,聲波在水中傳播的衰減就小得多,在深海聲道中爆炸一個幾公斤的炸彈,在兩萬公里外還可以收到信號,低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層,並且得到地層中的信息。在水中進行測量和觀察,至今還沒有發現比聲波更有效的手段。
(3)為什麼超聲波比聲波衰減小擴展閱讀:
可用來探測水下目標,並測定其距離、方位、航速、航向等運動要素。主動聲吶發射某種形式的聲信號.利用信號在水下傳播途中障礙物或目標反射的回波來進行探測。由於目標信息保存在回波之中,所以可根據接收到的回波信號來判斷目標的存在,並測量或估計目標的距離、方位、速度等參量。
傳統上潛艇安裝聲吶的主要位置是在最前端的位置,由於現代潛艇非常依賴被動聲吶的探測效果,巨大的收音裝置不僅僅讓潛艇的直徑水漲船高,原先在這個位置上的魚雷管也得乖乖讓出位置而退到兩旁去。