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物理中超声波有什么应用

发布时间:2022-11-15 18:06:10

㈠ 超声波有哪些应用

超声波在各领域的应用:
1、工程学方面的应用:水下定位与通讯、地下资源勘查等;
2、生物学方面的应用:剪切大分子、生物工程及处理种子等;
3、诊断学方面的应用:A型、B型、M型、D型、双功及彩超等;
4、治疗学方面的应用:理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等。
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。
它方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。
超声波可以根据原理分可以分为检测超声和功率超声。
产生原理:
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。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,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。
5、超声波可传递很强的能量。
6、超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。

㈡ 超声波有什么应用

科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。当声波的振动频率大于20KHz或小于20Hz时,我们便听不见了。超声波是频率高于20000赫兹的声波,它方向性好,穿透能力强,容易获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。通常用于医学诊断的超声波频率为1兆赫兹-5兆赫兹。

海豚

㈢ 超声波的应用有哪些

超声波在医学上的应用主要有:超声波检查、杀菌消毒、药液雾化、碎结石等。

1、超声检查:主要有二维、三维超声检查以及多普勒超声检查、超声造影等。可以检查脏器和血管,通过仪器所反映的特点,结合解剖学知识、病理变化等进行分析,诊断有无病变的器官。

2、杀菌消毒:通过超声波的机械、空化作用、热效应和化学效应,可以进行超声波清洗、杀菌等。

3、药液雾化:如咽喉炎、气管炎等疾病,很难利用血流将药物送到病灶,这时就可以利用超声波加湿器的原理,将药液雾化,让患者吸入,提高疗效。

4、碎结石:利用超声波巨大的能量,可以使体内的结石因剧烈震动而破碎,使之随尿液排出体外,从而减缓病痛,达到治愈的目的。

超声波特性:

超声波与可闻声波相比,由于频率高、波长短,因而具有如下特性:

1、方向性好。

由于超声波频率高,波长短,衍射现象不显著,所以超声波的传播方向性好,容易得到定向而集中的超声波束。超声波的这一特点,既便于定向发射以寻求目标,又便于聚焦以获得较大的声强。

3、穿透力强。

实验指出,超声波在气体中衰减很强,而在液体和固体中衰减很小,介质的吸收系数随波的频率增大而增大,所以当超声波的频率增加时,穿透本领会下降,为此在不同的应用中应选用适当的频率但因其声强大,且能量集中,故有较强的穿透本领。

4、引起空化作用。

超声波在液体中传播时由于超声波与声波一样是一种疏密的振动波,在传播过程中,液体时而受拉时而逐级压。液体能耐压,而承受拉力的能力很差。

当超声波的波强度足够大时,液体因承受不住拉力而发生断裂(特别是在含有杂质和气泡的地方),从而产生近于真空或含少量气体的空穴。

㈣ 超声波有什么物理作用

声波是一种波,类似于水池里面丢一块石头下去,水变成波的形式碰到东西会反弹回来.超声波也是这个原理,利于反弹回来的波来确定物体的大小,距离,性状等信息.现在用在医疗(B超),地形勘测(勘测地底形成.小范围的),军事(类似海豚的声呐,探知水底是否有潜艇一类的.打捞沉船,只能在一定距离能.);

㈤ 超声波有什么作用(10个)

一、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。

二、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。

三、超声波清洗

清洗的超声波应用原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质, 清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡,存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下振动。

当声压达到一定值时,气泡迅速增长,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压力,破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子即脱离,从而达到清洗件表面净化的目的。

四、超声波加湿器

理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在中国北方干燥的冬季。

如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度,这就是超声波加湿器的原理。

如咽喉炎、气管炎等疾病,很难利用血流使药物到达患病的部位,利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效。

利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎,从而减缓病痛,达到治愈的目的。超声波在医学方面应用非常广泛,可以对物品进行杀菌消毒。

五、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10¹²Hz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。

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。

六、超声除油

将黏附有油污的制件放在除油液中,并使除油过程处于一定频率的超声波场作用下的除油过程,称为超声波除油。引入超声波可以强化除油过程、缩短除油时间、提高除油质量、降低化学药品的消耗量。

尤其对复杂外形零件、小型精密零件、表面有难除污物的零件及绝缘材料制成的零件有显著的除油效果,可以省去费时的手工劳动,防止零件的损伤。

七、超声波空泡炼油的化学原理

液体内部产生的强超声波引发出高能量密集式空泡群,空泡爆炸时,在微小的空间内瞬间产生高达一千大气压的压力和上千度的高温。

在高压高温下,重油分子中C-C键断裂,大分子的碳氢化合物分解为小分子的碳氢化合物; 原料中硫的有机化物在超声波与空泡作用下,其C-S键发生断裂,转变为中间烯烃、正烷烃、芳烃和硫化氢。生成的烯烃在超声波热解过程中转变为正烷烃和芳烃。

含硫份高的重油大分子转化为低硫小分子的汽油和柴油。少量没有转化或转化程度低的剩余物用于制备高品质沥青。

八、医学超声波检查

医学超声波检查的工作原理与声纳有一定的相似性,即将超声波发射到人体内,当它在体内遇到界面时会发生反射及折射,并且在人体组织中可能被吸收而衰减。

因为人体各种组织的形态与结构是不相同的,因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同,医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线,或影象的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变,便可诊断所检查的器官是否有病。

九、工业自动化控制

利用声波反射、衍射、多普勒效应,制造超声波物位计、超声波液位计、超声波流量计等。

超声波提取生物纳米(超声波化学合成法)

十、超声波制药

(5)物理中超声波有什么应用扩展阅读:

其他应用:

超声波美容:

1、 软坚去脂治暗疮:

暗疮的形态有多种,较常见的有化脓性和粉刺性,但有种暗疮体形较大,红肿坚硬,碰之很痛,处理不当往往易形成坚硬瘢结。遇到此类患者,初期最好不要刺破挤压,应用超声波美容机加暗疮消炎膏,轻轻在疮表面按摩,每个疮体按摩1分钟左右。

几个连在一起的可整片按摩,超声波能冲击淋巴结,加速积压的血液和淋巴液循环消散,炎性细胞在超声波的作用下改变形状,加上超声波将消炎药物导入,肿形暗疮的充血现象得以改善,皮上硬结逐渐软化。

2、消除暗疮愈后瘢痕(结节)

暗疮生长期间,不少患者因挤压过度,发炎时处理不当,将微细血管弄破,血液渗出皮肤,呈现出一个个“红印”,也有些人用消炎药力过强的药膏,刺激皮肤色 素沉着,愈后留下“咖啡色印”,而超声波能渗透皮肤。

不但能溶解渗透皮肤干涸了的血液,同时能加强血液循环及新陈代谢,活化细胞,加速吸收,使色印更快褪去。 暗疮化脓若经挤压或局部组织损坏过度,局部组织细胞经细菌感染死亡后,无法正常代谢及血管破裂渗出的污血未 作适当处理而凝固,造成愈后结节硬块。

此种结节硬块,一般若搽瘢痕膏或涂瘢痕油,最快也要15~45天才能逐渐软化和色素淡化,若以超声波配合相应药物, 愈后会情况良好。

3、清除皮肤异常色素:

脸部皮肤色素异常,是最常见也是最碍皮肤美容的问题之一。形成的原因有多种,如使用不适宜之化妆品或较长时间搽刺激性药品、蚊虫咬伤、曝晒、烫伤等原因引发的不正常高色素症,还包括美容师常说的黄褐斑、子宫斑、蝴蝶斑等。

美容医师常用“磨砂、漂白、护肤”去处理,结果不仅不理想,而且往往会适得其反,令色素愈来愈深,服药物亦难有显著效果,而应用超声波配合祛斑精华素和大剂量维生素C,见效快,能彻底清除异常色素。

治疗时要详细分析长斑的原因、斑的属类,凡找不到原因的斑或基本定型不再长的斑,应用超声波治疗,并配合中药面膜或服用对症之中药,效果会更好。

㈥ 超声波的主要用途

超声效应已广泛用于实际,主要有如下几方面:

1,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。

2,超声波清洗

清洗的超声波应用原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质, 清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡,存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下振动,当声压达到一定值时,气泡迅速增长,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压力,破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子即脱离,从而达到清洗件表面净化的目的。

3,超声波加湿器

理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在中国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度,这就是超声波加湿器的原理。

如咽喉炎、气管炎等疾病,很难利用血流使药物到达患病的部位,利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效。利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎,从而减缓病痛,达到治愈的目的。超声波在医学方面应用非常广泛,可以对物品进行杀菌消毒。

4,超声除螨

科研人员发现,螨虫的听觉神经系统很脆弱,对特定频率的超声非常敏感,针对螨虫的这种生理特性,已有科技公司的研究人员开发出了超声波除螨仪。这种新型的除螨产品采用现代微电子技术手段,直接用特殊频率的超声作用于螨虫的听觉神经系统,使其生理系统紊乱,烦躁不安,食欲不振,最终奄奄一息逐渐死亡。

采用这种原理的除螨产品不用添加任何化学药剂,无毒无二次污染,对人体和家中宠物都没有伤害,是比较理想的除螨产品。

5,超声除油

将黏附有油污的制件放在除油液中,并使除油过程处于一定频率的超声波场作用下的除油过程,称为超声波除油。引入超声波可以强化除油过程、缩短除油时间、提高除油质量、降低化学药品的消耗量。

尤其对复杂外形零件、小型精密零件、表面有难除污物的零件及绝缘材料制成的零件有显著的除油效果,可以省去费时的手工劳动,防止零件的损伤。

超声波除油的效果与零件的形状、尺寸、表面油污性质、溶液成分、零件的放置位置等有关,因此,最佳的超声波除油工艺要通过试验确定。

超声波除油所用的频率一般为30kHz左右。零件小时,采用高一些的频率;零件大时,采用较低的频率。超声波是直线传播的,难以达到被遮蔽的部分,因此应该使零件在除油槽内旋转或翻动,以使其表面上各个部位都能得到超声波的辐照,受到较好的除油效果。

另外超声波除油溶液的浓度和温度要比相应的化学除油和电化学除油低,以免影响超声波的传播,也可减少金属材料表面的腐蚀。

(6)物理中超声波有什么应用扩展阅读

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。

科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此,我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1兆赫兹-30兆赫兹。

理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在中国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度,这就是超声波加湿器的原理。

如咽喉炎、气管炎等疾病,很难利用血流使药物到达患病的部位,利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效。利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎,从而减缓病痛,达到治愈的目的。超声波在医学方面应用非常广泛,可以对物品进行杀菌消毒。

㈦ 请问超声波的应用有哪些

超声波在日常生活中有很多应用,比如,用超声波声纳装置探测障碍、潜艇、鱼群,探察金属内部的缺陷,利用超声波碎石治疗胆结石、肾结石等,探察人体内其它病变。

工程学方面的应用:水下定位与通讯、地下资源勘查等。生物学方面的应用:剪切大分子、生物工程及处理种子等。

诊断学方面的应用:A型、B型、M型、D型、双功及彩超等,治疗学方面的应用:理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等。

(7)物理中超声波有什么应用扩展阅读

超声波的特点:

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应。(治疗)

4、超声波是一种波动形式,它可以作为探测与负载信息的载体或媒介(如B超等用作诊断);超声波同时又是一种能量形式,当其强度超过一定值时,它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用,去影响,改变以致破坏后者的状态,性质及结构(用作治疗)。

㈧ 超声波的用途

人耳最高只能感觉到大约 20 000 Hz 的声波,频率更高的声波就是超声波了.超声波广泛地应用在多种技术中.
超声波有两个特点,一个是能量大,一个是沿直线传播.它的应用就是按照这两个特点展开的.
理论研究表明,在振幅相同的情况下,一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比.超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在我国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气的湿度.这就是超声波加湿器的原理.对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难达到患病的部位.利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够增进疗效.利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎.
金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事.如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波,清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢,能够很快清洗干净.
俗话说“隔墙有耳”,这说明声波能够绕过障碍物.但是,波长越短,这种绕射现象越不明显,因此,超声波基本上是沿直线传播的,可以定向发射.如果渔船载有水下超声波发生器,它旋转着向各个方向发射超声波,超声波遇到鱼群会反射回来,渔船探测到反射波就知道鱼群的位置了.这种仪器叫做声纳.声纳也可以用来探测水中的暗礁、敌人的潜艇,测量海水的深度.
根据同样的道理也可以用超声波探测金属、陶瓷混凝土制品,甚至水库大坝,检查内部是否有气泡、空洞和裂纹.
人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的,健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样.平常说的“B超”就是根据内脏反射的超声波进行造影,帮助医生分析体内的病变.
有趣的是,很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官.以昆虫为食的编幅,视觉很差,飞行中不断发出超声波的脉冲,依靠昆虫身体的反射波来发现食物.海豚也有完善的“声纳”系统,使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置.现代的无线电定位器——雷达,质量有几十、几百、几千千克,蝙蝠的超声定位系统只有几分之一克,而在一些重要性能上,如确定目标方位的精确度、抗干扰的能力等都远优于现代的无线电定位器.深入研究动物身上各种器官的功能和构造,将获得的知识用来改进现有的设备和创制新的设备,这是近几十年来发展起来的一门新学科,叫做仿生学.

㈨ 超声波是什么有哪些领域运用到了它

超声波是一种特殊类型的声波,它的意思就是超过人能够听到声音的上限的波段,在很多领域都会用到超声波。

一、超声波

通过超声波,可以对包装好的罐头进行杀菌,在超声波的作用下,细菌会因为承受不住强烈的震动而被“肢解”。利用超声波对酒类进行处理,可以让酒迅速陈华。

用超声波处理刚放上盐的猪肉,经过超声波处理后,一小时的腌制,可以达到大约15天的发酵效果。

3、农业领域的应用

超声处理能提高种子的发芽率和收成,这是因为在超声波的传播过程中,由于介质的分子振动,导致了化学反应或者分子的排列发生了变化,导致了一些物质的特性发生了变化。

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