超声波及其应用
人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz。低于20Hz的声音叫次声波,高于20000Hz的声音叫超声波。
超声波具有许多奇异特性:空化效应——超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量,产生强冲击力的小水柱,它不断冲击物件的表面,使物件表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到净化物件表面的目的。传播特性——它的波长短,在均匀介质中能够定向直线传播,根据这一特性可以进行超声波探伤、测厚、测距、医学诊断等。
根据上述材料,请你回答:
(1)超声波的频率范围是
(2)超声波的奇异特性主要有
(3)能够清洗物件是因为声波具有
(4)宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离,是由于
(1)传递信息:
(2)传递能量:
材料一:理论研究表明,超声波的能量很大,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动使罐中的水飞溅成许多的小雾珠,再用小风扇把雾珠吹入室内,就可以增加室内空气的湿度,这就是超声波加湿器的原理.
超声波可以定向发射,例如超声波遇到鱼群时,不会绕过鱼群继续向前传播,而是被鱼群反射回来,渔船探测到反射回来的超声波,就可以知道鱼群的位置了.
材料二:据美国地质勘探局地震信息网消息,印度尼西亚苏拉威西格林尼治时间2011年4月24日发生里氏6.2级地震,地震爆发前,许多动物往往有异常反应.如老鼠逃出洞、牛马不入圈、鸡犬不宁等,这主要是因为地震爆发前潜伏在我们身边的强烈的次声波引起的.
次声波的重要特性是传播过程中衰减较少,不易被水或空气吸收,溶液绕过障碍物向前传播,能传播很远,而且无空不入.
此外,次声波能将桥梁、高大的楼群弄裂,而且SHz的次声波对人体伤害最大,能引起神经错乱、大脑损伤、四肢麻木、甚至死亡.
(1)问题一:超声波具有两个特征:
(2)问题二:次声波和超声波相比较,在传播方面有何不同:
(3)问题三:超声波和次声波在传递方面具有相同的规律,都能
(1)将洞口对准正在燃烧的蜡烛,用手掌轻拍薄膜,观察到什么现象?
(2)如果用手掌重拍薄膜,蜡烛会被“吹灭”,你能解释产生这种现象的原因吗?
超声波及其应用
人耳最高只能感觉到大约20000Hz的声波,频率更高的声波就是超声波了.超声波广泛地应用在多种技术中.
理论研究表明,在振幅相同的情况下,一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比,超声波在介质中传播时,介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的湿度.这就是超声波加湿器的原理,对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难达到患病的部位,利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够增进疗效,利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎.
金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事,如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波,清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢,能够很快清洗干净.
俗话说“隔墙有耳”,这说明声波能够绕过障碍物.但是,波越短,这种绕射现象越不明显,因此,超声波基本上是沿直线传播的,可以定向发射,如果渔船载有水下超声波发生器,它旋转着向各个方向发射超声波,超声波遇到鱼群会反射回来,渔船探测到反射波就知道鱼群的位置了,这种仪器叫做声呐,声呐也可以用来探测水中的暗礁、敌人的潜艇,测量海水的深度.
根据同样的道理也可以用超声波探测金属、陶瓷、混凝土制品,甚至水库大坝,检查内部是否有气泡、空洞和裂纹.
人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的,健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样,平常说的“B超”就是根据内脏反射的超声波进行造影,帮助医生分析体内的病变.
有趣的是,很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官,以昆虫为食的蝙蝠,视觉很差,飞行中不断发出超声波的脉冲,依靠昆虫身体的反射波来发现食物.海豚也有完善的“声呐”系统,使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置.现代的无线电定位器——雷达,质量有几十、几百、几千千克,蝙蝠的超声波定位系统只有几分之一克,而在一些重要性能上,如确定目标方位的精确度、抗干扰的能力等都远优于现代无线电定位器.深入研究动物身上各种器官的功能和构造,将获得的知识用来改进现有的设备和创制新的设备,这是近几年来发展起来的一门新科学,叫做仿生学.
(1)超声波有哪些特点?
(2)通过阅读上述材料,你知道超声波在日常生活中有哪些应用?