超聲測速裝置改進實驗

『壹』 超聲波測速儀的工作原理

超聲波測速儀每隔一相等時間，發出一超聲脈沖信號，每隔一段時間接收到一經汽車反射回的該超聲脈沖信號，若汽車勻速行駛，則間隔時間相同，根據發出和接收到的信號間的時間間隔差和聲速，測出被測汽車的速度

『貳』 聲波測速中如要測可聞聲波頻段實驗裝置如何改進

1、如果是超聲換能器做實驗,那不能測可聞聲的波長,因為換能器有諧振頻率限制,超聲換能器不能工作在可聞聲波段.
2、可聞聲的波長,有幾種辦法,最常見的是共鳴管法.用揚聲器或音叉作聲源,改變管子的共鳴長度,根據聲音的強弱變化一次是半個波長.也有用拾音器檢測敲擊音的方法（時差法）測量的,需要專用儀器,一般也是單頻音作為聲源.像音樂這類復雜音相對不一測准.

『叄』 如圖所示為用超聲波測速的裝置，該儀器可以向正在平直公路上勻速行駛的汽車發出一束短促的超聲波（圖甲中

由屏幕上顯示的波形可以看出，反射波滯後於發射波的時間越來越長，說明小車離信號源的距離越來越遠，小車向右運動．
由題中圖2可得，小車相鄰兩次反射超聲波脈沖的時間為：
t=T₀+

『肆』 超聲波雷達測速儀的測速原理

適合作流動物質中含有較多雜質的流體的流速測量，超聲多普勒法只是其中一種 ，還有頻差法和時差法等等。

時差法測量沿流體流動的正反兩個不同方向發射的超聲播到達接收端的時差。需要突出解決的難題是這種情況下，由於聲速參加運算（作為分母，公式不好寫，我積分不夠沒法貼圖），而聲速收溫度的影響變化較大，所以不適合用在工業環境下等溫度變化范圍大的地方。

頻差法是時差法的改進，可以把分母上的聲速轉換到分子上，然後在求差過程中約掉，這就可以避開聲速隨溫度變化的影響，但測頻由於存在正負1誤差，對於精度高的地方，需要高速計數器。

還有就是回鳴法了，可以有效改進由於計數器正負1誤差帶來的測量誤差。

以上這些東東都是關於流體的流速的超聲測量方法。對於移動物體的速度測量多採用超聲多譜勒法。

根據聲學多普勒效應，當向移動物體發射頻率為F的連續超聲波時，被移動物體反射的超聲波頻率為f，f與F服從多普勒關系。如果超聲發射方向和移動物體的夾角已知，就可以通過多普勒關系的v,f,F,c表達式得出物體移動速度v。

『伍』 超聲波測速的實驗結果我算出來是346點幾，數據是不是誤差較大啊

根據實驗室溫度，濕度而定，理論的計算值為

計算

帶入實驗室溫度，濕度即可知道（實驗時應該讓測溫度，濕度以估計誤差吧）

事實上，後面一項誤差比較小（Ps一般是P的幾十分之一），所以如果估算只用前面也行。

如果在溫度攝氏20度左右，346還算不錯，相對誤差在1%左右。

再給你一個結果吧，T=23.5 攝氏度 可以算出飽和蒸汽壓Ps約為3kPa

相對濕度38% 得到的聲速346.1m/s

所以應該還好

『陸』 超聲測速儀基本原理

根據聲學多普勒效應，當向移動物體發射頻率為F的連續超聲波時，被移動物體反射的超聲波頻率為f，f與F服從多普勒關系。如果超聲發射方向和移動物體的夾角已知，就可以通過多普勒關系的v,f,F,c表達式得出物體移動速度v。

超聲波測速適合作流動物質中含有較多雜質的流體的流速測量，超聲多譜勒法只是其中一種 ，還有頻差法和時差法等等。

(6)超聲測速裝置改進實驗擴展閱讀：

測量方法

1、對於移動物體的速度測量多採用超聲多普勒法。

2、時差法測量沿流體流動的正反兩個不同方向發射的超聲播到達接收端的時差。需要突出解決的難題是這種情況下，由於聲速參加運算,而聲速受溫度的影響變化較大，所以不適合用在工業環境下等溫度變化范圍大的地方。

3、頻差法是時差法的改進，可以把分母上的聲速轉換到分子上，然後在求差過程中約掉，這就可以避開聲速隨溫度變化的影響，但測頻由於存在正負1誤差，對於精度高的地方，需要高速計數器。

4、還有就是回鳴法了，可以有效改進由於計數器正負1誤差帶來的測量誤差。

『柒』 「超聲測速儀」的基本原理是什麼

測速原理是測速儀前後兩次發出並接受到被測車反射回的超聲波信號,再根據兩次信號的時間差,測出車速。

超聲波測速適合作流動物質中含有較多雜質的流體的流速測量，超聲多譜勒法只是其中一種，還有頻差法和時差法等等。

關於流體的流速的超聲測量方法有多種多樣：

1. 對於移動物體的速度測量多採用超聲多譜勒法。

2. 時差法測量沿流體流動的正反兩個不同方向發射的超聲播到達接收端的時差。需要突出解決的難題是這種情況下，由於聲速參加運算,而聲速受溫度的影響變化較大，所以不適合用在工業環境下等溫度變化范圍大的地方。

3. 頻差法是時差法的改進，可以把分母上的聲速轉換到分子上，然後在求差過程中約掉，這就可以避開聲速隨溫度變化的影響，但測頻由於存在正負1誤差，對於精度高的地方，需要高速計數器。

4. 還有就是回鳴法了，可以有效改進由於計數器正負1誤差帶來的測量誤差。

『捌』 超聲波測速問題

超聲波的簡介

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1～5兆赫茲。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。超聲波在醫學方面應用非常廣泛，像現在的彩超、B超等。

[編輯本段]超聲波的產生

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20000Hz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∽5兆Hz之間，常用為3∽3.5兆Hz（每秒振動1次為1Hz，1兆Hz=10^6Hz,即每秒振動100萬次，可聞波的頻率在16－20，000HZ之間）。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。

頻率高於人的聽覺上限（約為20000赫）的聲波，稱為超聲波，或稱為超聲。

超聲波在媒質中的反射、折射、衍射、散射等傳播規律，與可聽聲波的規律並沒有本質上的區別。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，這一特性就越顯著。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。空化作用——當超聲波在液體中傳播時，由於液體微粒的劇烈振動，會在液體內部產生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合，會使液體微粒之間發生猛烈的撞擊作用，從而產生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用，會使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體（如水和油）發生乳化，並且加速溶質的溶解，加速化學反應。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應稱為超聲波的空化作用。

頻率高於2×104赫的聲波。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、熱的、電磁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。

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。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。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。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——量子聲學。

[編輯本段]超聲波清洗原理

清洗的超聲波應用原理是由超聲波發生器發出的高頻振盪信號，通過換能器轉換成高頻機械振盪而傳播到介質，清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡，存在於液體中的微小氣泡（空化核）在聲場的作用下振動，當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，然後突然閉合，在氣泡閉合時產生沖擊波，在其周圍產生上千個大氣壓力，破壞不溶性污物而使它們分散於清洗液中，當團體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達到清洗件表面凈化的目的。

超聲波的兩個主要參數

超聲波的兩個主要參數：頻率：F≥20KHz；功率密度：p=發射功率(W)/發射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm2;在液體中傳播的超聲波能對物體表面的污物進行清洗，其原理可用「空化」現象來解釋：超聲波振動在液體中傳播的音波壓強達到一個大氣壓時，其功率密度為0.35w/cm2，這時超聲波的音波壓強峰值就可達到真空或負壓，但實際上無負壓存在，因此在液體中產生一個很大的壓力，將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超聲波壓強反向達到最大時破裂，由於破裂而產生的強烈沖擊將物體表面的污物撞擊下來。這種由無數細小的空化氣泡破裂而產生的沖擊波現象稱為「空化」現象。太小的聲強無法產生空化效應。

[編輯本段]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、管腔是否狹窄、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。

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

[編輯本段]超聲波的特點

(一)超聲波在傳播時，方向性強，能量易於集中。

(二)超聲波能在各種不同媒質中傳播，且可傳播足夠遠的距離。

(三)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應）。（治療）

超聲波是一種波動形式，它可以作為探測與負載信息的載體或媒介（如B超等用作診斷）；超聲波同時又是一種能量形式，當其強度超過一定值時，它就可以通過與傳播超聲波的媒質的相互作用，去影響，改變以致破壞後者的狀態，性質及結構（用作治療）。

[編輯本段]超聲波的發展史

一、國際方面：

自19世紀末到20世紀初，在物理學上發現了壓電效應與反壓電效應之後，人們解決了利用電子學技術產生超聲波的辦法，從此迅速揭開了發展與推廣超聲技術的歷史篇章。

1922年，德國出現了首例超聲波治療的發明專利。

1939年發表了有關超聲波治療取得臨床效果的文獻報道。

40年代末期超聲治療在歐美興起，直到1949年召開的第一次國際醫學超聲波學術會議上，才有了超聲治療方面的論文交流，為超聲治療學的發展奠定了基礎。1956年第二屆國際超聲醫學學術會議上已有許多論文發表，超聲治療進入了實用成熟階段。

二、國內方面：

國內在超聲治療領域起步稍晚，於20世紀50年代初才只有少數醫院開展超聲治療工作，從1950年首先在北京開始用800KHz頻率的超聲治療機治療多種疾病，至50年代開始逐步推廣，並有了國產儀器。公開的文獻報道始見於1957年。到了70年代有了各型國產超聲治療儀，超聲療法普及到全國各大型醫院。

40多年來，全國各大醫院已積累了相當數量的資料和比較豐富的臨床經驗。特別是20世紀80年代初出現的超聲體外機械波碎石術和超聲外科，是結石症治療史上的重大突破。如今已在國際范圍內推廣應用。高強度聚焦超聲無創外科，已使超聲治療在當代醫療技術中占據重要位置。而在21世紀(HIFU)超聲聚焦外科已被譽為是21世紀治療腫瘤的最新技術。

超聲波治病機理:

1．機械效應：超聲在介質中前進時所產生的效應。（超聲在介質中傳播是由反射而產生的機械效應）它可引起機體若干反應。超聲振動可引起組織細胞內物質運動，由於超聲的細微按摩，使細胞漿流動、細胞震盪、旋轉、摩擦、從而產生細胞按摩的作用，也稱為「內按摩」這是超聲波治療所獨有的特性，可以改變細胞膜的通透性，刺激細胞半透膜的彌散過程，促進新陳代謝、加速血液和淋巴循環、改善細胞缺血缺氧狀態，改善組織營養、改變蛋白合成率、提高再生機能等。使細胞內部結構發生變化，導致細胞的功能變化，使堅硬的結締組織延伸，松軟。

超聲波的機械作用可軟化組織，增強滲透，提高代謝，促進血液循環，刺激神經系統和細胞功能，因此具有超聲波獨特的治療意義。

2．溫熱效應：人體組織對超聲能量有比較大的吸收本領，因此當超聲波在人體組織中傳播過程中，其能量不斷地被組織吸收而變成熱量，其結果是組織的自身溫度升高。

產熱過程既是機械能在介質中轉變成熱能的能量轉換過程。即內生熱。超聲溫熱效應可增加血液循環，加速代謝，改善局部組織營養，增強酶活力。一般情況下，超聲波的熱作用以骨和結締組織為顯著，脂肪與血液為最少。

3．理化效應：超聲的機械效應和溫熱效應均可促發若干物理化學變化。實踐證明一些理化效應往往是上述效應的繼發效應。TS-C型治療機通過理化效應繼發出下列五大作用：

A.彌散作用：超聲波可以提高生物膜的通透性，超聲波作用後，細胞膜對鉀，鈣離子的通透性發生較強的改變。從而增強生物膜彌散過程，促進物質交換，加速代謝，改善組織營養。

B.觸變作用：超聲作用下，可使凝膠轉化為溶膠狀態。對肌肉，肌腱的軟化作用，以及對一些與組織缺水有關的病理改變。如類風濕性關節炎病變和關節、肌腱、韌帶的退行性病變的治療。

C.空化作用：空化形成，或保持穩定的單向振動，或繼發膨脹以致崩潰，細胞功能改變，細胞內鈣水平增高。成纖維細胞受激活，蛋白合成增加，血管通透性增加，血管形成加速，膠原張力增加。

D.聚合作用與解聚作用：水分子聚合是將多個相同或相似的分子合成一個較大的分子過程。大分子解聚，是將大分子的化學物變成小分子的過程。可使關節內增加水解酶和原酶活性增加。

E.消炎，修復細胞和分子：超聲作用下，可使組織PH值向鹼性方面發展。緩解炎症所伴有的局部酸中毒。超聲可影響血流量，產生致炎症作用，抑制並起到抗炎作用。使白細胞移動，促進血管生成。膠原合成及成熟。促進或抑制損傷的修復和癒合過程。從而達到對受損細胞組織進行清理、激活、修復的過程。

『玖』 超聲波聲速測定實驗的誤差的主要原因

超聲波聲速測定實驗中的誤差的主要原因為：

1、在發射換能器與接收換能器之間不是嚴格的駐波場；

2、發射的有可能為球面波；

3、用接收換能器做反射面也會使誤差增大；

4、調節超聲波的諧振頻率也會是誤差增大；

5、判斷最大值的位置不準確。

超聲波測量是指測量頻率超過16-20kHz的彈性波在岩體中傳播速度的方法。

(9)超聲測速裝置改進實驗擴展閱讀：

由於超聲波的波長小，發射的定向性高。所以能精確地測定超聲波傳播速度。

主要用於測試室內岩石試件，在測定范圍小於1m時亦可用來測定圍岩破裂、松動范圍等。它所用的儀器與聲波測量相同，僅發射裝置所激發波的頻率不同。

測量頻率為2-20kHz的彈性波在岩體中傳播速度和衰減的方法。它可用以測量岩石動彈性模量、圍岩的松動范圍、應力的變化和岩體工程分類的有關參數等。用於測量岩體表面和聲波測井的范圍為5-10m。中國礦山常用於井下測定岩石聲波傳播速度的儀器有SYC-2和SYC-3型。

參考資料來源：網路-超聲波測量