超声波与次声波的简介 详细

物理

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第1个回答  推荐于2016-12-02
超声波是指任何声波或振动,其频率超过人类耳朵可以听到的最高阈值20千赫。超声波由于其高频特性而被广泛应用于众多领域,比如金属探伤,工件清洗等。

某些动物,如犬只、海豚、以及蝙蝠等等都有着超乎人类的耳朵,也因此可以听到超声波。亦有人利用这个特性制成能产生超声波来呼唤犬只的犬笛。

次声波是指频率小于20Hz(赫兹),但是高于气候造成的气压变动的声波。人耳对次声波基本上没有感受,但是一些动物如象、长颈鹿和蓝鲸可以感受次声波频率并使用这个频率来通讯。尤其频率极低的次声波可以传播到非常远。在水下次声波的传播距离也非常远。

虽然人几乎无法听到次声波,但是通过其波压人可以感受到次声波。但是听阙非常高,而且随频率不同[1]。此外身体可以感受到低频的、剧烈的震动。20世纪60年代,美国航空航天局进行试验显示,次声波的确可能引起胸腔震动、影响呼吸,并让人产生作呕、头疼和咳嗽等现象。进一步研究发现,特定频率的声波还可能引起眼球的震动,从而让视觉出现扭曲。由于这些声波能够移动小的物体和表面,甚至还可以让烛光诡异地闪烁个不停,所以有时候我们碰上[见鬼]这一类的事,也有可能是次声波在作怪。

虽然始终有关于次声波伤害人体的传说,但是至今为止在实验中未能证明声压在170分贝以下的次声波对听觉、平衡器官、肺脏或者其它内脏有任何破坏[2][3][4]。在185至190分贝左右人的耳膜会破裂,这个声压相当于半个标准大气压。

频率非常低、暴露时间非常长、而振动加速度非常高(波幅的加速度超过地球引力加速度)的次声波在一定情况下会导致内脏出血。

在这样高幅度的次声波下,以至于人可以感受到次声波(与一般的声波一样)也会出现心理作用,尤其是精神不集中。就风力发电机、嗡嗡声和风琴声等的作用有过非常激烈的讨论,但是至今为止未能证明无法感受到的次声波对人有任何影响。本回答被提问者采纳
第2个回答  2020-04-03
第3个回答  2011-10-12
超声
特点
(一)超声波在传播时,方向性强,能量易于集中。
  (二)超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离。
  (三)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)。
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20Hz时就叫做次声波,高于20KHz则称为超声波声波。
  超声波具有如下特性:
  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。
  超声波是声波大家族中的一员。
  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,人在自然环境下无法听到和感受到的声波。
  超声波治疗的概念:
  超声治疗学是超声医学的重要组成部分。超声治疗时将超声波能量作用于人体病变部位,以达到治疗疾患和促进机体康复的目的。
  在全球,超声波广泛运用于诊断学、治疗学、工程学、生物学等领域。赛福瑞家用超声治疗机属于超声波治疗学的运用范畴。
  (一)工程学方面的应用:水下定位与通讯、地下资源勘查等。
  (二)生物学方面的应用:剪切大分子、生物工程及处理种子等。
  (三)诊断学方面的应用:A型、B型、M型、D型、双功及彩超等。
  (四)治疗学方面的应用:理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等。

次声
特点
次声波的特点是来源广、传播远、穿透力强.次声的声波频率很低,一般均在20Hz以下,波长却很长,传播距离也很远.它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远.例如,频率低于1Hz的次声波,可以传到几千以至上万千米以外的地方.次声波具有极强的穿透力,不仅可以穿透大气、海水、土壤,而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物,甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下.次声波的传播速度和可闻声波相同,由于次声波频率很低。大气对其吸收甚小,当次声波传播几千千米时,其吸收还不到万分之几,所以它传播的距离较远,能传到几千米至十几万千米以外。1883年8月,南苏门答腊岛和爪哇岛之间的克拉卡托火山爆发,产生的次声波绕地球三圈,全长十多万公里,历时108小时.1961年,苏联在北极圈内新地岛进行核试验激起的次声波绕地球转了5圈。7 000 Hz的声波用一张纸即可阻挡,而7 Hz的次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土.地震或核爆炸所产生的次声波可将岸上的房屋摧毁.次声如果和周围物体发生共振,能放出相当大的能量,如4 Hz~8 Hz的次声能在人的腹腔里产生共振,可使心脏出现强烈共振和肺壁受损。
应用
 从20世纪50年代起,核武器的发展对次声学的建立起了很大的推动作用,使得对次声接收、抗干扰方法、定位技术、信号处理和传播等方面的研究都有了很大的发展,次声的应用也逐渐受到人们的注意.其实,次声的应用前景十分广阔,大致有以下几个方面:
  1.研究自然次声的特性和产生机制,预测自然灾害性事件.例如台风和海浪摩擦产生的次声波,由于它的传播速度远快于台风移动速度,因此,人们利用一种叫“水母耳”的仪器,监测风暴发出的次声波,即可在风暴到来之前发出警报.利用类似方法,也可预报火山爆发、雷暴等

次声波
自然灾害.
  2.通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性,可探测某些大规模气象过程的性质和规律.如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动等.
  3.通过测定人和其他生物的某些器官发出的微弱次声的特性,可以了解人体或其他生物相应器官的活动情况.例如人们研制出的“次声波诊疗仪”可以检查人体器官工作是否正常.
  4.次声在军事上的应用,利用次声的强穿透性制造出能穿透坦克、装甲车的武器,次声武器,一般只伤害人员,不会造成环境污染。