什么是超声波？超声波在日常有什么应用？

所谓超声波，是一种质点振动频率高于 20kHz 的机械波，因其频率超过人耳能听见的声频段 16Hz~20kHz 而得名超声波。无损检测用的超声波频率范围为0.2~25MHz。其中最常用的频率为 0.5~10MHz。较高的频率主要用于细晶材料和高灵敏度检测。如检测金属陶瓷等超细材料 10~200MHz 频段，甚至更高而较低的频率则常用语衰减较 大和粗晶材料的检测。如检测混泥土结构常用1MHz 以下的频率。超声波是声波大家族中的一员，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 弹性介质内传播，是一种能量和动量的传播形式，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。超声波的波长远大于分子尺寸，说明超声波本身不能直接对分子起作用，而是通过周围环境的物理作用影响分子，所以超声波的作 用与其作用的环境密切相关。超声波既是一种波动形式，又是一种能量形式，在传播过程中与媒介相互作用产生超声效应。

超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律与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。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性: 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，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，该特性就越显著。功率特性--当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用一当超声波在介质的传播过程中，存在一个正负压强的交变周期，在正压相位时，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，当用足够大振幅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，会使液体的温度骤然升高，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，加速化学反应。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。

超声波的应用

超声波在工农业生产中有极其广泛的应用。包括超声波检测、超声波探伤功率超声、超声波处理、超声波诊断、超声波治疗等。超声波在工业中可用来对材料进行检测和探伤，可以测量气体、液体和固体的物理参数，可以测量厚度.液面高度、流量、粘度和硬度等，还可以对材料的焊缝、粘接等进行检查。超声波清洗和加工处理可以应用于切割、焊接、喷雾、乳化、电镀等工艺过程中。超声波清洗是一种高效率的方法，已经用于尖端和精密工业。大功率超声可用于机械加工，使超声波在拉管、拉丝、挤压和铆接等工艺中得到应用。应用在医学中的超声波诊断发展甚快，已经成为医学上三大影象诊断方法之一，与 X 线、同位素分别应用于不同场合，例如超声波理疗、超声波诊断、肿瘤治疗和结石粉碎等。在农业中，可以用超声波对有机体细胞的杀伤的特性来进行消毒灭菌，对作物种子进行超声波处理，有利于种子发芽和作物增产。此外超声波的液体处理和净化可应用于环境保护中，例如超声波水处理、燃油乳化、大气除尘等。微波超声的重点放在微波电子器件，已经制成了超声波延迟线、声电放大器、声电滤波器、脉冲压缩滤波器等。