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超声波及其物理性质

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:振动频率在20Hz以下人耳无法感知,但许多动物却能感受到。比如地震发生前的次声波就会引起许多动物的异常反应。超声波的指向性好,能量集中,穿透本领大 ,在遇到两种介质的分界面 时,能产生明显的反射和折射现象,这一现象类似于光波。质点在固体表面的平衡位置上下振动 ,使振动波沿固体的表面向前传播,它只能在固体的表面传播。

(一) 声波的本质和分类

声波是一种机械波,如图7-21按照频率的范围,声波可分为:

1. 可闻声波

振动频率在20~20kHz的范围内,可为人耳所感觉。

2. 次声波

振动频率在20Hz以下人耳无法感知,但许多动物却能感受到。比如地震发生前的次声波就会引起许多动物的异常反应。

3. 超声波

振动频率高于20kHz的机械振动波。

图7-21 声波的频率界限图

(二) 超声波的特点

超声波的指向性好,能量集中,穿透本领大 (当穿透几米厚的钢板时,能量损失不大),在遇到两种介质的分界面 (如钢板与空气的交界面) 时,能产生明显的反射和折射现象,这一现象类似于光波。

超声波的特性与频率的关系: 频率越高,其声场指向性就愈好,与光波的反射、折射特性就越接近。

(三) 超声波的传播方式

超声波的传播波型主要可分为纵波、横波、表面波等几种。

1. 纵波

质点的振动方向与波的传播方向一致,它能在固体、液体和气体介质中传播,如人讲话时产生的声波。

2. 横波

质点的振动方向与波的传播方向相反,它只能在固体中传播。

3. 表面波

质点在固体表面的平衡位置上下振动 (介于横波和纵波之间),使振动波沿固体的表面向前传播,它只能在固体的表面传播。

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