超声波概述：

我们人类耳朵能听到的声波频率为20～20，000赫 兹。当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时，我们便听不见了。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1～5兆赫。超声波具有方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远等特点。可用于测距，测速，清洗，焊接，碎石等。在 医学,军事,工业,农业上有明显的作用. 

现阶段，超声波技术作为一种物理手段和工具，能够在化学反应的介质中产生一系列接近于极端的条件，能量不仅能够激发或促进许多化学反应、加快化学反应速度，甚至还可以改变某些

化学反应的方向，产生一些令人意想不到的效果和奇迹。

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,药品很难血流到打患病的部位.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.

超声波特性

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

超声波在液体媒质中传播时，通过机械作用、空化作用和热作用，产生力学、热学、光学、电学和化学等一系列效应。

经过研究发现，超声辐射可以增大熔体的流动性，降低挤出压力，提高挤出产量，改善产品性能。

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。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 20KHz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∽5MHz之间，常用为3∽3.5MHz（每秒振动1次为 1Hz，1MHz=10^6Hz,即每秒振动100万次，可闻波的频率在16－20，000HZ 之间）。 

超声应用 超声效应已广泛用于实际，主要有如下几方面： 

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—— 

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）  

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）。