深入了解什么是超声波？
来源:未知 发布时间：2021-07-30 09:29 点击：
深入了解什么是超声波？
超声波：在空气中波长，是一种波长极短的机械波，要依靠介质进行传播。它在水中传播距离比空气中远，但因其波长短，在空气中则极易损耗，容易散射，不如可听声和次声波传得远，不过波长短更易于获得各向异性的声能，用于工业中。
华拓超声波分析：科学家们将一个波相邻两个波峰或波谷间的距离称为波长，我们人类耳朵能听到的机械波波长为2cm~20m（2厘米~20米）。因此，我们把波长短于2cm的机械波称为“超声波”。超声波是一种机械波，它必须依靠介质进行传播，无法存在于真空（如太空）中，所以我们无法在真空中使用超声波，但我们仍然可以使用和电磁波有关的设备（包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线等），对电磁波技术进行利用。其波长比一般声波短得多，因而可以用来切削、焊接、钻孔等。由于其波长短，因而具有许多特点：首先是波长短造成的传播的各向异性，再者由于它波长短，衍射能力差，虽具有良好的各向异性，不过在空气中损耗大，传不远，穿透力比较差，容易散射。工业与医学上常用超声波进行超声探测。超声和次声以及可听声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械波，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，其不同点是超声波波长短，在一定距离内可沿直线传播而衍射少，具有良好的各向异性，但相比可听声和次声波其穿透力较差，容易散射。华拓超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与次声波和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。与其他波比较，超声波具有许多特性：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，因此超声波的穿透力差，衍射本领很差，易散射。它在均匀介质中能够直线传播但难以衍射，超声波的波长越短，该特性就越显著，此外，根据瑞利散射定律，散射波的强度与波长的四次方成反比，超声波的波长极短，因此散射就非常严重，穿透力不佳。空化作用──当超声波在介质的传播过程中，存在一个正负的交变周期，在正相位时，超声波对介质分子挤压，改变介质原来的密度，使其增大；在负压相位时，使介质分子稀疏，进一步离散，介质的密度减小，当用足够大强度的超声波作用于液体介质时，介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离，液体介质就会发生断裂，形成微泡。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，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，且加速溶质的溶解。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。
