神奇的超声波

同学们，人能听见蜜蜂飞行时翅膀振动发出的嗡嗡声，却听不见蝴蝶飞行时翅膀振动所发出的声音，你们知道这是为什么吗?原来人耳听觉频率范围是有限的，通常人耳听觉的频率范围是20-20000Hz，各人的听觉限度也不完全一样，尤其以年龄不同而差异显著，例如，小孩最高可以听到30000Hz甚至40000 Hz的声音，随着年龄的增长，能听见的最高频率会逐渐减低，50岁左右的人最高只能听见13000Hz的声音，而70岁以上的老人一般只能听见1000 Hz－4000 Hz的声音，

根据声波的振动频率。声波可分为次声波、可听声和超声波(如图1)_我们把频率高于20000Hz的声波叫做超声波，频率低于20Hz的声波叫做次声波，下面我们一起认识一下神奇的超声波。

科学家们通过研究发现，蝙蝠是利用超声波来定位的，蝙蝠在飞行的方向上发出短促的超声波，如遇到障碍物或昆虫，超声波就会被反射回来，蝙蝠的耳朵接受到这些回波后，进行判别，就能躲避障碍物或捕捉小昆虫了(如图2)，在自然界除了蝙蝠能发出和听到超声波外，还有海豚、蟋蟀、蚂蚱、老鼠等也有这样的“本领”，

由于超声波的频率高。因此它具有以下特点及应用：

1，方向性好，几乎沿直线传播，在碰到杂质或介质分界面时会有显著的反射，这是因为超声波的频率高，波长短，能量较为集中，根据回声到来的方位和时间，可以确定目标的位置和距离，声呐就是利用了超声波的这一特性，声呐向水中发射各种形式的声信号，碰到需要定位的目标时产生反射波，接收反射波后进行信号分析与处理，排除干扰。从而显示出目标所在的方位和距离，利用声呐可以进行水中测量与观察，利用声呐还可以发现潜艇和鱼群。测绘海底形状等。

2，穿透能力强，超声波能穿透许多电磁渡所不能穿透的物质，在一些不透明的固体中能穿透几十米的厚度，在液体和固体中传播时衰减很小，这就使得超声波成了探伤、定位的重要工具、把超声波射入人体，可根据人体组织对趣声波的传导和反射能力的变化来判断有无异常，如医院里常用B超、A超、M超对病人进行检查，这种检查对人体无损伤、无放射性。操作也很简单方便。

3，易于获得较集中的声能。超声波由于频率高，因而能量大，而且又因为它的衍射小，所以很容易会聚，使能量非常密集，这样，超声波可用来对硬质材料作切削、凿孔加工以及用来清洗、焊接等，超声波能使工件表面的污垢微粒受到剧烈振动而自动脱离工件。达到清洗的目的，如超声波清洗机，超声波还能使塑料膜之间摩擦生热，粘合在一起，如超声波焊接器，利用超声波的巨大能量还能把人体内的结石击碎。

超声波除了以上这些特点与应用外。人们还利用超声波制成了超声波速度测定器、超声波金属探伤仪和超声波加湿器，

1842年。物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时发现：如果声源一直在移动，那么，在声源前方的声波会被“挤压”而变密，而在声源后方的声波会被“拉长”而变疏，当声波变密时，引起鼓膜每秒振动的次数增多，你就会感到音调变高；反之则音调变低，人们把这一现象叫做多普勒效应。

利用超声波的多普勒效应，可制成速度测定器(目前交警多数是利用红外线产生的多普勒效应测定车辆速度的)。

超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化就会对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度的分析可了解材料性能和结构变化情况。这样的技术称为超声检测技术。

把超声波通入水罐中，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。