超声波在生活中有什么用?
超声波是声波的一种,声波是机械波的一种,也就是物体振动产生的一种纵波。每秒振动的次数称为声波的频率(单位为Hz: Hz)。
上图中音叉产生的声波引起水面震动。
类似于人眼只能看到特定波长(300 nm到700 nm内的电磁波),人耳只能听到频率在20 Hz到20000Hz左右的声波,频率超过20000Hz的声波称为超声波。
超声波是怎么被发现的?人耳听不到超声波,但有些动物可以。在1794年,斯帕兰扎尼发现蝙蝠通过听不见的声音导航。
1876年,高尔顿发明了狗哨,这是一种特殊的哨子。这种哨子可以发出频率为20000赫兹到50000赫兹的声波。这种声波已经超过了人类的听觉极限,但是猫和狗都能听到,因为狗的听觉范围上限约为40000Hz,猫的听觉范围上限约为60000Hz。
所以超声波是在大约200年前发现的,真正的超声波是可以应用的。居里夫人的丈夫皮埃尔·居里和他的兄弟在1880年发现压电效应后,可以根据压电效应发射和探测超声波,从而打开了超声波应用的大门。
超声波的特点是波长和频率成反比,超声波频率比较高,所以波长短,也就是说超声波指向性好,因为波长短,频率高,振动强,所以能量高。
超声波也有很好的穿透性,所以可以在物质中传播很远的距离。基于这些特点,超声波的应用也分为两大领域。
超声波的应用领域由于其方向性好,穿透性强,有两个主要的应用领域。第一个是检测和检测。比如医学上常用的b超,是根据人体对超声波的反射规律来探查人体内部结构的,对人体的伤害很小。它是临床医学中不可缺少的诊断方法。
还有一种声纳系统,其原理也是超声波,广泛应用于航海和航空领域,可用于探测前方障碍物。此外,类似的应用还有很多,比如超声波探伤仪,专门检测精密零件的表面生产。
第二个领域是超声波处理,通过超声波强大的能量来实现,比如清洗玻璃、工厂除尘、超声波焊接等。,这一切都是通过超声波的强烈振动来完成的。