① 横波、纵波产生的详细示意图解
如图所示,手上下抖动绳子,振动沿绳子向右传播,形成横波。
向右推动弹簧,形成疏部和密部,形成纵波。
② 关于超声波的
我们的耳朵只能分辨频率为二十至二万赫的声音,频率比人的听频范围高的声波就叫做超声波。不同的动物可听到的声波频率范围不尽相同。狗可以听到一些超声波,所以狗只训练员可以用超声波哨子呼唤狗儿。超声波对于蝙蝠更为重要,这种动物是靠超声波来「看」世界的!
蝙蝠先会发出一连串超声的尖叫声,声波遇到障碍物便会反射,就像我们向山谷拍手会听到回声一样。由于超声波的频率高,相对较少出现绕射现象,所以回声十分清晰。蝙蝠分析回声的方向和回传时间,便可以知道环境的精确图像。人们根据蝙蝠「看」事物的原理,发明了声纳探测器,用来测量水深。船只上的发射器先向海底发射超声波,再由另一些仪器接收和分析反射回来的讯息,从而得到整个海床的面貌。
医学的超声波扫描术可说是超声波最重要的应用。超声波扫描不涉及有害的辐射,远比 X-射线等检验工具安全,所以常用于产前检查 (右图)。医生会将一个发出高频超声波 (频率为1-5 兆赫) 的手提换能器,贴着母亲的肚皮进行扫描。声波到达各种身体组织的边界时会有不同程度的反射 (例如液体及软组织的边界、软组织及骨的边界)。接收器收到反射波,便可计算出反射的强度及反射面的距离,以分辨不同的身体组织,并得到胎儿的影像。接收器使用了压电的原理,把超声波所产生的压力转变成电子讯号,再输送到仪器分析。超声波扫描可以帮助医生量度胎儿的大小以确定产期,检查胎儿的性别、生长速度、头的位置是否正常向下、胎盘的位置是否正常、阳水是否足够,与及监察抽阳水的过程,以保障胎儿的安全等。此外,超声波扫描术也用于妇科检查,它可以帮助医生有效地把生长在乳房或卵巢的恶性组织分辨出来。
超声波扫描术的两个重要分支-多普勒超声波扫描术和立体超声波成像技术,更扩大了超声波在医学上的用途。
多普勒超声波扫描术已应用了颇长的时间,这技术利用了波动的多普勒效应。反射超声波物体的运动,会改变回声的频率;当物体正向着接收器移动时,频率便会升高,相反当物体正在远去时,频率便会降低。从回声的频率改变,仪器便可计算到物体的运动速度。多普勒超声波扫描术主要用于检查血液在心脏及主要动脉中的流动速度。血液的流动情况会以一个颜色的影像显示出来,不同的颜色代表不同的流速 (右图)。这有助医生及早发现胎儿先天性心脏毛病。
立体超声波成像技术是很新的技术。检查员首先从多个不同角度拍摄胎儿的二维超声波影像,然后利用计算机技术合成胎儿的立体影像。利用这技术可清晰地显示胎儿的样貌 ,甚至摄录到胎儿细致如踢脚或转身等动态,实在为准父母带来不少惊喜。外表的缺憾如兔唇、多指甚至细如斑痣等都可以清楚地显示出来。立体成像技术将会成为未来超声波技术研究的重点。
此外,高频的超声波带有强大的振动能。将超声波入射载满水的容器,再放入需要的清洗的对象,水的振动便可去除对象上的尘垢,而不需直接接触对象的表面。眼镜公司替我们洗眼镜时就是用这种方法。如果将高能超声波聚焦,能量甚至足以震碎石块,所以可以用来击碎体内结石,使患者免受手术之苦。
③ 分析超声波探测法中使用斜探头产生横波的特点,说明为什么在超声波检测中使用横波探测来辅助纵波探测。
应该是横波的速度比较慢,探测精度会更高一些吧。
④ 超声波产生的基本过程
铭扬超声波小编回答您:超声波的产生
声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动形式。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。 超声波是指振动频率大于20000Hz以上的,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的上限(20000Hz),人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械振动模式,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同点是超声波频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性,目前腹部超声成象所用的频率范围在 2∽5兆Hz之间,常用为3∽3.5兆Hz(每秒振动1次为1Hz,1兆Hz=10^6Hz,即每秒振动100万次,可闻波的频率在16-20,000HZ 之间)。超声波是声波大家族中的一员.
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。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,这一特性就越显著。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。空化作用──当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,起到了很好的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,并且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
频率高于2×104赫的声波。研究超声波的产生、传播、接收,以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。产生超声波的装置有机械型超声发生器(例如气哨、汽笛和液哨等)、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。
⑤ 超声波横波纵波如何传播
超声波中有横波和纵波
纵波是指传声媒质质点的振动方向与声波的传播方向相一致的声波
横波则是指传声媒质的质点振动方向与声波传播方向相垂直的声波。这种声波在人体内的传播衰减太大,在超声理疗中不予使用;但有时在超声手术刀中则采用这种振动模式,使刀头做横向振动
⑥ 超声波什么情况发生波形转换 纵波垂直入射的时候有折射横波和波形转换吗
根据折射定律,透射后的波速不变.之所以会产生波形转换是因为他们在介质中的波速不同.
⑦ 什么条件下会产生纵波,什么条件下产生横波。
当物体发生弹性形变,变形在均质物质内部向四面八方扩散,即产生纵波,就像声波。横波多发生在物质具有粘性、磁性情况,像电磁波、水波等都是横波。
⑧ 超声成像的物理原理是什么
超声成像是利用超声声束扫描人体,通过对反射信号的接收、处理,以获得体内器官的图象。常用的超声仪器有多种:A型(幅度调制型)是以波幅的高低表示反射信号的强弱,显示的是一种“回声图”。
B型超声是发射超声波给物体,将回声信号显示为光点,回声的强弱以点的灰(亮)度显示,记录物体的回波,根据回波的变化,判断物体的存在变化情况。
它将从人体反射回来的回波信号以光点形式组成切面图像。此种图像与人体的解剖结构极其相似,故能直观地显示脏器的大小、形态、内部结构,并可将实质性、液性或含气性组织区分开来。
声波的频率
声源振动产生声波,声波有纵波、横波和表面波三种形式。而纵波是一种疏密波,就像一根弹簧上产生的波。用于人体诊断的超声波是声源振动在弹性介质中产生的纵波。声波在介质中传播,介质中质点在平衡位置来回振动一次,就完成一次全振动,一次全振动所需要的时间称振动周期(T)。
在单位时间内全振动的次数称为频率(f),频率的单位是赫兹(HZ)。f=1/T,声波在介质中以一定速度传播,质点振动一周,波动就前进一个波长(λ)。波速(C)=λ/T或C=f·λ。
以上内容参考:网络-超声成像
⑨ 超声波为什么要波形转换
超声应用主要有以下几方面:
1.超声检验。超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术 。把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上,从试样透出的超声波携带了被照部位的信息(如对声波的反射、吸收和散射的能力),经声透镜汇聚在压电接收器上,所得电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用,在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查,在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术,其原理与光波的全息术基本相同,只是记录手段不同而已(见全息术)。用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器,它们分别发射两束相干的超声波:一束透过被研究的物体后成为物波,另一束作为参考波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图,用激光束照射声全息图,利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像,通常用摄像机和电视机作实时观察。
2.超声处理。利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。
3.基础研究。超声波作用于介质后,在介质中产生声弛豫过程,声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程,并在宏观上表现出对声波的吸收(见声波)。通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构,这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。普通声波的波长远大于固体中的原子间距,在此条件下固体可当作连续介质 。但对频率在1012赫以上的 特超声波 ,波长可与固体中的原子间距相比拟,此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的 ,称为声子(见固体物理学)。特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究,以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域——