超声波与次声波次声波.
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次声波和超声波的区别
次声波和超声波的定义是基于人耳听到的声音频率范围来定义的,正常人耳听到的声波频率范围是20Hz到20000Hz,我们定义频率低于20Hz的声波为次声波,频率高于20000Hz的声波为超声波。
次声波和超声波的区别体现在以下几个方面:
1.频率不同,次声波频率低,超声波频率高。
2.超声波由于能量都不是很大,而且在空气中传播衰减巨大,故对人造不成巨大的伤害;但由地壳运动、海啸等产生的次声波,由于和人的很多脏器谐振频率一致,又能在空气中自由传播,当达到一定能量级时对人将是致命的。
3.波长不同,次声波波长较长,传播距离远;超声波波长短,直线传播效果明显。
4.这两种波都不在人耳听到的范围内,因而不管次声波还是超声波人类是听不到的,有一些动物能够听到次声波或超声波。
比如鲸鱼经常用次声波传递信息,海豚、蝙蝠往往用超声波进行探测接受信息。
超声波和次声波在生活中的应用刘海滨超声波和次声波对我们人来说是听不到的,但却与我们的生活息息相关,我们多他们的应用了解多少呢?一.超声波应用: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。
二.次声波的应用次声波的应用自本世纪50年代开始,并逐渐广泛地被人们所重视。
次声波的应用前景大致有这样几个方面:(1)通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产生的机理,更深入地研究和认识这些自然现象的特征与规律。
例如,利用地震所产生的次声波,可以研究地震活动的规律。
超声波和次声波一.超声波超声波一般由具有磁致伸缩或压电效应的晶体振动产生。
它的显著特点是频率高,波长短,衍射不严重,因而具有良好的定向传播特性,而且易于聚焦。
也由于其频率高,故而超声波的声强比一般声波大得多,用聚焦的方法,可以获得声强高达109W/m2 的超声波。
超声波在液体、固体中传播时,衰减很小。
在不透明的固体中,能穿透几十米的厚度。
超声波的这些特性,在技术上得到广泛的应用。
利用超声波的定向发射性质,可以探测水中物体,如探测鱼群、潜艇等,也可用来测量海深。
由于海水的导电性良好,电磁波在海水中传播时,吸收非常严重,因而电磁雷达无法使用。
利用声波雷达——声纳,可以探测出潜艇的方位和距离。
因为超声波碰到杂质或介质分界面时有显著的反射,所以可以用来探测工件内部的缺陷。
超声探伤的优点是不损伤工件,可以探测大型工件,如用于探测万吨水压机的主轴和横梁等。
此外,在医学上可用来探测人体内部的病变,如“B超”仪就是利用超声波来显示人体内部结构的图像。
目前超声探伤正向着显像方向发展,如用声电管把声信号变换成电信号,再用显像管显示出目的物的像来。
随着激光全息技术的发展,声全息也日益发展起来。
把声全息记录的信息再用光显示出来,就可直接看到被测物体的图像。
声全息在地质、医学等领域有着重要的意义。
由于超声波能量大而且集中,所以也可以用来切削、焊接、钻孔、清洗机件,还可以用来处理种子和促进化学反应等。
超声波在介质中的传播特性,如波速、衰减、吸收等与介质的某些特性( 如弹性模量、浓度、密度、化学成分、黏度等) 或状态参量( 如温度、压力、流速等) 密切有关,利用这些特性可以间接测量其他有关物理量。
这种非声量的声测法具有测量精度高,速度快等优点。
由于超声波的频率与一般无线电波的频率相近,因此利用超声元件代替某些电子元件,可以实现电子元件难以起到的作用。
超声延迟线就是其中一例。
因为超声波在介质中的传播速度比电磁波小得多,用超声波延迟时间就方便得多。
超声与次声知识点总结1. 超声与次声的概念与特点1.1 超声超声是指频率高于人类听觉范围(20 Hz - 20 kHz)的声波。
超声波的频率通常在20 kHz至1 GHz之间。
超声波的特点有: - 高频率:超声波的频率高于人类听觉范围,通常在20 kHz至1 GHz之间。
- 短波长:由于频率高,超声波的波长相对较短,使得超声波能够在物体中产生衍射和散射现象。
- 直线传播:超声波在均匀介质中以直线传播,可以沿直线路径传播到较远距离。
1.2 次声次声是指频率低于人类听觉范围的声波。
次声波的频率通常在20 Hz以下。
次声波的特点有: - 低频率:次声波的频率低于人类听觉范围,通常在20 Hz以下。
- 长波长:由于频率低,次声波的波长相对较长,使得次声波能够在物体表面产生衍射和散射现象。
- 多为低能量:次声波的能量通常较低,不易引起物体的共振和破坏。
2. 超声与次声的应用2.1 超声的应用超声在医学、工业、科学研究等领域有着广泛的应用。
2.1.1 医学领域•超声成像:超声波在人体组织中的传播速度与密度有关,利用超声波在人体内部的反射和散射,可以生成人体组织的影像,用于诊断和监测疾病。
•超声治疗:通过超声波的热效应、机械效应和化学效应,对疾病进行治疗,如超声刀、超声消融等。
•超声检测:利用超声波对血流、心脏功能等进行检测和监测。
2.1.2 工业领域•超声清洗:利用超声波的高频振动作用,清洗物体表面的污垢和杂质。
•超声焊接:利用超声波的振动和热效应,将物体的两个部分焊接在一起。
•超声测厚:利用超声波的传播速度和反射特性,测量物体的厚度。
2.2 次声的应用次声在科学研究和工程实践中也有一些应用。
•地震学:次声波能够传播到较远的距离,被广泛应用于地震勘探、地震监测和地震预警等领域。
•大气物理学:次声波可以传播到大气中的较高层次,用于研究大气的结构和运动。
2.2.2 工程实践•振动检测:次声波可以用于检测和分析机械设备、工程结构等的振动情况,用于预测和预防故障。
超声波和次声波的定义
超声波和次声波是两种不同频率的声波,它们在物理学、医疗和科学
等领域都有着重要的应用。
下面就让我们了解一下这两种声波的定义。
一、超声波
1. 定义:超声波是一种频率超过人耳可听到的最高频率(20kHz)的
声波,它的频率一般在20kHz至1GHz之间。
2. 特点:超声波在能量传输、穿透和反射等方面有着独特的性质,它
可以穿透物质并在其表面产生反射,对生物组织和工程材料的检测和
成像、医疗影像等方面具有广泛的应用。
3. 应用:超声波在医学、工程、地质、环保等领域都有着广泛的应用。
在医疗方面,超声波可以用于人体器官的成像、诊断和治疗,如
超声心动图、超声胃镜、超声碎石等。
在工业领域,超声波也可以用
于检测、清洗、焊接等操作。
二、次声波
1. 定义:次声波是一种频率低于人耳可听到的最低频率(20Hz)的声波,它的频率一般在1Hz至20kHz之间。
2. 特点:次声波的特点是能够穿透和传导固体和液体的介质,对于地
震和海洋科学研究方面具有重要的意义。
3. 应用:次声波在科学研究、环保和军事领域都有着广泛的应用。
在
科学研究方面,次声波可以用于地震勘探、海洋观测、气候研究等。
在环保方面,次声波可以用于监测环境污染和生态系统变化。
在军事
领域,次声波可以用于水下通讯和探测潜艇等作用。
总之,超声波和次声波作为两种不同频率的声波,在不同领域都有着重要的应用价值。
掌握它们的定义和应用是我们深入了解和学习相关领域知识和科技发展的重要基础。
10.9 次声波和超声波教学目标:①知道次声波和超声波的频率,知道它们不同于可闻声波的特性②了解次声波和超声波的实际应用引 入:在生活中我们可听到各种各样的声波,但是人耳能听到的声波的频率范围是有限的,大致在20 Hz 到2000 Hz 之间.频率小于20 Hz 和频率大于2000 Hz 的声波,虽不能引起人类听觉器官的感觉,但它们对人类有很大的实际意义,本节课我们就来共同学习这两种波.一、声波1.什么是声波?声波是机械波的一种,在弹性介质(固体、液体、气体)中,频率在20~20000Hz 的机械振动称为声振动。
由声振动激起的波动称为声波。
在空气与水中传播的声波是纵波,在固体中传播的声波则可以是纵波,也可以是横波。
2.声波的分类:①可闻声波:人耳能听到的声波的频率大约在20Hz —20000Hz 之间,这一频率范围的声波能被人耳听到,称为可闻声波。
②次声波:频率低于20Hz 的声波称为次声波,次声波不能被人耳听到 ③超声波:频率高于20000Hz 的声波称为超声波,超声波不能被人耳听到3.声波的速度:气体中纵波的速度: ργP v =其中γ=C p,m /C v,m 是气体的定压摩尔热容与定容摩尔热容之比。
ρ、P :气体的密度和压强。
在1atm 和0℃时,空气中声速为:15331293.110013.14.1-⋅=⨯⨯=s mv 由理想气体状态方程RT Pμρ=得到声波在气体中的传播速度μγRT v = 声波的传播速度几乎与频率无关,但是由于速度与介质的密度有关,所以声波的传播速度对于温度和压强的变化很敏感。
在同一温度下,声波在液体与固体中的速度大于在空气中的速度。
4.声强:定义:声波的能流密度叫做声强。
2221ωρvA I = SI 制单位:W .m -2超声波 ω大 声强大炮 声 A 大 声强大声强太小,不引起听觉 ——下限声强太大,不引起听觉,引起痛觉 ——上限对于不同频率的声波,引起听觉的上下限值是不同的:各频率上限连接而成的曲线——痛觉阈(threshold of feeling )各频率下限连接而成的曲线——可闻阈(threshold of hearing )两条曲线之间的范围为听觉范围:10-12W .m -2~1W .m -25.声强级(Sound Level ):引起人们听觉的声强变化范围变化很大,为10-12W .m -2~1W .m -2,数量级相差很大。
频率小于 20Hz (赫兹的声波叫做次声波。
次声波不容易衰减,不易被水和空气
吸收。
而次声波的波长往往很长,因此能绕开某些大型障碍物发生衍射。
某些次声波能绕地球 2至 3周。
某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近,容易和人体器官产生共振,对人体有很强的伤害性,危险时可致人死亡。
次声波的特点次
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。
编辑本段应用与危害危害
次声波会干扰人的神经系统正常功能, 危害人体健康。
一定强度的次声波,能使人
头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。
有人认为,晕车、晕船就是车、船在运行时伴生的次声波引起的。
住在十几层高的楼房里的人,遇到大风天气,往往感到头晕、恶心,这也是因为大风使高楼摇晃产生次声波的缘故。
更强的次声波还能使人耳聋、昏迷、精神失常甚至死亡。
应用及前景从 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——般只伤害人员,不会造成环境污染。