上圖中音叉產生的聲波引起水面震動。
類似於人眼只能看到特定波長(300 nm到700 nm內的電磁波),人耳只能聽到頻率在20 Hz到20000Hz左右的聲波,頻率超過20000Hz的聲波稱為超聲波。
超聲波是怎麽被發現的?人耳聽不到超聲波,但有些動物可以。在1794年,斯帕蘭紮尼發現蝙蝠通過聽不見的聲音導航。
1876年,高爾頓發明了狗哨,這是壹種特殊的哨子。這種哨子可以發出頻率為20000赫茲到50000赫茲的聲波。這種聲波已經超過了人類的聽覺極限,但是貓和狗都能聽到,因為狗的聽覺範圍上限約為40000Hz,貓的聽覺範圍上限約為60000Hz。
所以超聲波是在大約200年前發現的,真正的超聲波是可以應用的。居裏夫人的丈夫皮埃爾·居裏和他的兄弟在1880年發現壓電效應後,可以根據壓電效應發射和探測超聲波,從而打開了超聲波應用的大門。
超聲波的特點是波長和頻率成反比,超聲波頻率比較高,所以波長短,也就是說超聲波指向性好,因為波長短,頻率高,振動強,所以能量高。
超聲波也有很好的穿透性,所以可以在物質中傳播很遠的距離。基於這些特點,超聲波的應用也分為兩大領域。
超聲波的應用領域由於其方向性好,穿透性強,有兩個主要的應用領域。第壹個是檢測和檢測。比如醫學上常用的b超,是根據人體對超聲波的反射規律來探查人體內部結構的,對人體的傷害很小。它是臨床醫學中不可缺少的診斷方法。
還有壹種聲納系統,其原理也是超聲波,廣泛應用於航海和航空領域,可用於探測前方障礙物。此外,類似的應用還有很多,比如超聲波探傷儀,專門檢測精密零件的表面生產。
第二個領域是超聲波處理,通過超聲波強大的能量來實現,比如清洗玻璃、工廠除塵、超聲波焊接等。,這壹切都是通過超聲波的強烈振動來完成的。