⑴ 超声波是什么
声波是属于声音的类别之一,属于机械波,声波是指人耳能感受到的一种纵波,其频率范围为16Hz-20KHz。当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波,高于20KHz则称为超声波声波。
超声波具有如下特性:
1) 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。
2) 超声波可传递很强的能量。
3) 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。
4) 超声波在液体介质中传播时,可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。
网友见解:超声波是高于2000Hz的声波,人听不到,但自然界中却有许多动物在利用它生存。
网友见解: 超声波是频率超过人能听到的最高频20000赫兹的声波。超声波有两大特点。一是波长短,具有良好的定向性,作近似直线的传播,并能反射回来,在固体和液体内衰减比电磁波小;二是功率大,能量集中,携带的能量比一般的声波大得多,可形成高强度、剧烈振动,产生机械、光、热、电、化学和生物等各种效应。由于这两大特点,超声波在现代科技广泛应用,在医学、农业、军事等领域都有广泛的用途。
比如超声波在工业上有一个重要的用途,就是测量物体的温度。科学家发现,超声波有这样一个特性:在气体、液体、固体三种不同形态的物质中传播速度和这些物质的温度有关,温度不同,传播速度也不同。根据这个特性,科学家们制造声学温度计。声学温度计通过测量声波的传播速度来了解被测物的温度,可以测量高达17000℃ 的温度,也可以测量接近绝对零度(即-273.16℃)的低温。声学温度计还有一个突出的优点,就是在测温的时候不必和被测物直接接触。因此,在一般温度计不能发挥作用的地方,例如测量火箭喷射的高温气体和火红的钢水,声学温度计可以大显身手。
⑵ 超声波在介质传播通常有哪三种波形
波型通常有三种:
(1)横波:当介质中质点的振动方向与超声波的传播方向垂直时,此种超声波为横渡波型。犹豫固体介质除了能承受体积形变外,还能承受切变变形,因此当其有剪切力交替作用于固体介质时,均能产生横波。横波只能在固体介质中传播。
(2)纵波:当介质内质点振动方向与超声波的传播方向一致时,此超声波为
纵波波型。任何同体介质当其体积发生交替变化时均能产生纵波。
(3)表面波:是沿着固体表面传播的具有纵波和横波双重性质的波。表面波可以看成是由平行于表面的纵波和垂直于表面的横波合成,振动质点的轨迹为一椭圆,在距离表面1/4波长深处振幅最大,随着深度的增加很快衰减,实际上距离表面一个波长以上的地方,质点的振动振幅就已经很微弱了。
⑶ 超声波怎么在液体或固体中传播的
超声波的传递是通过震动传递的
1:在液体中是通过震子的震动,产生疏密相间的波,达到空化效果,形成微小的气泡破裂撞击污物
2:固体中的传播是通过模具的震动,和国体表面的分子产生共振
深圳日力高周超声设备有限公司
首席工程师
“聚善苑”
⑷ 由超声波折射、反射相关理论可知,超声波不能实现气体和固体间的传播。但是什么原理实现向空气中发射超声
超声波不能实现气体和固体间的传播,个人认为是因为固体太重了,空气的震动根本带动不了固体的震动,只有一点点。而发射超声波原理和发射普通声波原理一样,声波并不存在于固体中,而是固体整体震动,从而带动空气的震动。
⑸ 简述声波的传导途径
除了空气,水、金属、木头等弹性介质也都能够传递声波,它们都是声波的良好介质。在真空状态中因为没有任何弹性介质,所以声波就不能传播了。
在两个或更多声波相遇时,它们会彼此相加或减去,相互影响叠加,这种现象称为波的干涉。如果它们的波峰和波谷完全同相,则互相加强,因此产生的波形的振幅高于任何单个波形的振幅。如果两个波形的波峰和波谷完全异相,则会相互抵消,导致完全没有波形。
(5)超声波是在固体怎么传导的扩展阅读:
声源发出声音后要经过一定的介质才能向外传播,即声波是依靠介质的质点振动传递声能的。当介质发生变化(包括介质材料的变化,密度及温度的变化等)时,声音的传播也会随之发生变化,例如声速改变,传播方向改变等。
一般情况下,声音在固体中传得最快,气体中最慢(软木除外)。声波在大气和液体介质中是纵波,在固体介质中既有纵波也有横波。
⑹ 超声波的原理是什么啊
1超声波简介
我们把频率高于20KHz的声波称为超声波,超声波具有良好的方向性和穿透能力,特别是在水中,传播距离更远。无论是在军事上、农业上还是在生活中都有广泛的应用,可以用来测速度、测距离、消毒杀菌、清洗、焊接等。
人耳能听到的超声波频率范围大概是20Hz-20KHz,超声波的频率大于人类听觉上限,因此叫做“超声波”。
超声波与普通声波一样,也具有反射、折射、衍射、散射等特点,但是超声波的波长较短,有的是几厘米,低至千分之几毫米。波长越短,声波的衍射特性就越差,可以在介质中稳定地进行直线传播,因此波长较短的超声波具有很强的直线传播能力。众所周知,声音在空气中传播时,会推动空气中的粒子振动做功,而声波功率的大小表示声波做功快慢,在相同环境下,声波的频率越高功率就越大。超声波的频率大于20KHz,因此超声波的功率较高。
超声波主要有两个参数:
频率:F≥20000Hz(通常把F≥15000Hz的声波也称为超声波);
功率密度:p=发射功率(W)/发射面积(cm2);通常p≥0.3w/cm。
超声波具有如下特性:
(1)超声波具有在气体、液体、固体等介质中进行效传播的能力。
(2)超声波具有很强的传递能量的能力。
(3)超声波具有反射特性,还会产生干涉、叠加和共振现象。
(4)超声波在液体介质中传播时,可在界面上产生空化现象和强烈的冲击。
超声波的特性及工作原理
2超声波用途
超声波在生活中的很多方面都有应用,主要有以下几个方面:
1)医学方面
在医学方面,超声波主要应用为医学诊断与临床治疗。医学诊断中,超声波的主要应用为B超。由于超声波具有反射、折射等特点,如果将超声波发射到人体内,它就会在人体内部发生反射,人体内部各个形状大小都不一样,因此反射回来的声波方向、强度等信息也不同,医生通过对反射回来的声波进行分析,再结合一些医学方面的专业知识,就可以知道人体内部的某些部位是否产生病变。
在临床治疗中,超声波主要被用来杀死肿瘤细胞和超声针灸,我们知道超声波的功率很大,利用医学影像技术,将多束超声波聚焦在病变的细胞上,控制好照射的强度和时间,短时间的温度将达到70~100℃,在保护周围组织的同时杀死了病变细胞。
超声针灸就是利用超声波技术来刺激穴位,这种疗法对组织没有损伤,而且具有无痛、无不适应等优点,在治疗小孩子或者一些害怕针灸的患者时有很好的效果。此外,超声波在体外碎石,理疗、牙科等方面也经常使用。
2)超声清洗
超声清洗主要基于空化作用,空化作用总体上就是在有压力和无压力作用时,每一秒都进行着几万次这样的变换,超声波在液体内部不断地进行透射作用,在没有压力作用时,液体内部就会出现真空核泡群,在有压力作用时,真空核泡群在压力的作用下产生强大的冲击力,因此可以带走物体表面的污垢,完成清洗工作。一些表面凹凸不平的器件,或者特别小难以清洗的部件,例如钟表、电子元器件、电路板等都可以达到很好的清洗效果。而且随着超声波频率的升高,空化作用的效果会减弱,因此超声波清理的效果很好却不会伤害到器件表面。
3)超声测距
由于超声波的波长相对较短,具有良好的方向性和穿透能力,能量消耗的比较慢,在介质中传播距离较远。而且超声测距的原理简单,比其他的测距方式都方便容易操作,计算也比较简便,测量精度也能满足要求,因此在一些移动式机器人或者导盲系统中有广泛的应用。
⑺ 物理问题 声波在介质中的传播方式有什么和什么
声波(物理名词) 发声体的振动在空气或其他物质中的传播叫做声波。声波借助各种介质向四面八方传播。声波是一种纵波,是弹性介质中传播着的压力振动。但在固体中传播时,也可以同时有纵波及横波。 声波(Sound Wave或Acoustic Wave)是声音的传播形式。声波是一种机械波,由物体(声源)振动产生,声波传播的空间就称为声场。在气体和液体介质中传播时是一种纵波,但在固体介质中传播时可能混有横波。人耳可以听到的声波的频率一般在20赫兹至20000赫兹之间。声波可以理解为介质偏离平衡态的小扰动的传播。这个传播过程只是能量的传递过程,而不发生质量的传递。如果扰动量比较小,则声波的传递满足经典的波动方程,是线性波。如果扰动很大,则不满足线性的声波方程,会出现波的色散,和激波的产生。 按频率分类,频率低于20Hz的声波称为次声波;频率20Hz~20kHz的声波称为可听波;频率20kHz~1GHz的声波称为超声波;频率大于1GHz的声波称为特超声或微波超声。 与正弦波的关系正弦波是最简单的波动形式。优质的音叉振动发出声音的时候产生的是正弦声波。正弦声波属于纯音。任何复杂的声波都是多种正弦波叠加而成的复合波,它们是有别于纯音的复合音。正弦波各种复杂声波的基本单元。与冲击波的区别请注意,声波不是冲击波,声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛,它们把波动形式向前传递,它们自己仍旧在原地振荡,也就是说空气粒子并不跟着声波前进!同样,在语音研究中要区分气流与声波,它们是两回事。在发音器官里,声带、舌尖或小舌的颤动,以及辅音噪声的形成等,都离不开气流的作用,但是气流不是声波的代名词。所谓“*浊音气流”、“*清音气流”的说法似乎包含了极其含混的意思。另外,即使没有其他声源体的作用,空气粒子总是在做无规则的震荡,或者说它们总是在骚动,它们激发起微弱的“白噪声”。绝对静寂的大气空间是不存在的。所谓背景噪声还包括自然界或人类生活环境里许多声源体杂乱的声音,对于言语交际来说它们没有信息价值。居室四壁或陡峭的山坡还有回声效应,噪声被放大、被增强了。言语声和它的滞后的回声叠加在一起,变成复杂的回响声。电声仪器设备里也都有白噪声。那种没有通信价值的噪声很强烈的时候人们会心烦意乱。有意思的是,在噪声极小的消声室待久了,人会感到不安宁。音乐中恰当使用沙锤之类的噪声带来的是艺术欣赏价值。人类语言里的许多辅音都包含噪声,它们很重要,能够起区分辅音的作用。与纵波的关系“声源”在空气中振动时,一会儿压缩空气,使其变得“稠密”;一会儿空气膨胀,变得“稀疏”,形成一系列疏、密变化的波,将振动能量传送出去。这种媒介质点的振动方向与波的传播方向一致的波,称为“纵波”。不过要注意,声波虽然一般是纵波,但在固体中传播时,也可以同时有纵波及横波,横波速度约为纵波速度的50%-60%。在空气中的声波是纵波,原因是气体及相当多的液体(合称流体)不能承受切力,因此声波在流体中传播时不可能为横波;但固体不仅可承受压(张)应力,也可以承受切应力,因此在固体中可以同时有纵波及横波。地震波其实就是在地壳中传播的声波(确切讲是次声波),只是它的频率通常不在我们可听闻的范围内(某些动物则听闻得到)虽然次声波看不见,听不见,可它却无处不在.地震、火山爆发、风暴、海浪冲击、枪炮发射、热核爆炸等都会产生次声波,科学家借助仪器可以“听到”它。 传播介质除了空气,水、金属、木头等弹性介质也都能够传递声波,它们都是声波的良好介质。在真空状态中因为没有任何弹性介质,所以声波就不能传播了。传播原理扬声器、各种乐器以及人和动物的发音器官等都是声源体。地震震中、闪电源、雨滴、刮风、随风飘动的树叶、昆虫的翅膀等各种可以活动的物体都可能是声源体。它们引起的声波都比正弦波复杂,属于复合波。地震产生多种复杂的波动,其中包括声波,实际上那种声波本身是人耳听不着的,它的频率太低了(例如1Hz)。人对声音的感觉有一定频率范围,大约每秒钟振动20次到20000次范围内,即频率范围是20Hz--20000Hz,如果物体振动频率低于20Hz或高于20000Hz人耳就听不到了,高于20000Hz的频率就叫做超声波,而低于20Hz的频率就叫做次声波。所以说不是所有物体的振动所发出的声音我们都能听到的。另外要能听到声音也必须有传播声音的介质。声波是大气压力之外的一种超压变化。空气粒子振动的方式跟声源体振动的方式一致,当声波到达人的耳鼓的时候就引起耳鼓同样方式的振动。驱动耳鼓振动的能量来自声源体,它就是普通的机械能。不同的声音就是不同的振动方式,它们能够起区别不同信息的作用。人耳能够分辨风声、雨声和不同人的声音,也能分辨各种言语声,它们都是来自声源体的不同信息 声波的衰一个声音在传播过程中将越来越微弱,这就是声波的衰减。造成声波衰减的原因有以下三个:扩散衰减物体振动发出的声波向四周传播,声波能量逐渐扩散开来。能量的扩散使得单位面积上所存在的能量减小,听到的声音就变得微弱。单位面积上的声波能量随着声源距离的平方而递减。吸收衰减声波在固体介质中传播时,由于介质的粘滞性而造成质点之间的内摩擦,从而使一部分声能转变为热能;同时,由于介质的热传导,介质的稠密和稀疏部分之间进行热交换,从而导致声能的损耗,这就是介质的吸收现象。介质的这种衰减称为吸收衰减。通常认为,吸收衰减与声波频率的一次方、频率的平方成正比。散射衰减当介质中存在颗粒状结构(如液体中的悬浮粒子、气泡,固体中的颗粒状结构、缺陷、搀杂物等)而导致的声波的衰减称散射衰减。通常认为当颗粒的尺寸远小于波长时,散射衰减与频率的四次方成正比;当颗粒尺寸与波长相近时,散射衰减与频率的平方成正比
⑻ 声波在固体中是怎样传播的
声波能够在所有物质(除真空外)中传播。其传播速度由传声介质的某些物理性质,主要是力学性质所决定。固体分子在自己的平衡位置附近振动,分子比较致密,能很快将收到的震动传给相邻的分子,一直传下去,声波是一种震动,在固体中传播速度比空气中更快。
⑼ 超声波有哪些传播特性
1、超声波在传播时,方向性强,能量易于集中。
2、超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离。
3、超声波与传声媒质的相互作用适中,易于携带有关传声媒质状态的信息诊断或对传声媒质产生效用及治疗。
4、超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。
6、 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。
(9)超声波是在固体怎么传导的扩展阅读
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。
与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性──超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,该特性就越显著。
功率特性──当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。
⑽ 超声波传递能量的原理
超声波能量传递,可以分3部分,气体、液体、固体。超声波在气体中传递的效率并不高,速度很慢而且频率越高损耗越大,典型设备是超声波测距仪,进口好些的也只能测15米以内的,国产的3-8米,10米能测稳定的已经和不错了;超声波在水中可以传递的很快、传的夜很远,但在水温不均的情况下,例如海洋中的洋流,超声波的声速、方向会受到很复杂的影响,比如拐弯(其实空气中超声波也会拐弯,只是空气流通快超声波传的也不远,所以不易察觉)。典型设备是潜艇声纳和超声波探鱼仪器;超声波在固体中的传播速度受不同介质的影响较大,典型的设备如超声波探伤仪。
我认为超声波加湿器的原理不是利用传递能量,而是利用水在超声波探头的高频震荡下产生空化作用,一部分水被雾化而产生加湿气体。