超聲波

當物體振動(dòng)時(shí)會(huì )發(fā)出聲音?？茖W(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)的次數稱(chēng)為聲音的頻率，它的單位是赫茲。我們人類(lèi)耳朵能聽(tīng)到的聲波頻率為16～20KHz(千赫茲)。因此，當物體的振動(dòng)超過(guò)一定的頻率，即高于人耳聽(tīng)閾上限時(shí)，人們便聽(tīng)不出來(lái)了，這樣的聲波稱(chēng)為“超聲波”。通常用于醫學(xué)診斷的超聲波頻率為1～5兆赫。

 

雖然說(shuō)人類(lèi)聽(tīng)不出超聲波，但不少動(dòng)物卻有此本領(lǐng)。它們可以利用超聲波“導航”、追捕食物，或避開(kāi)危險物。大家可能看到過(guò)夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院里來(lái)回飛翔，它們?yōu)槭裁丛跊](méi)有光亮的情況下飛翔而不會(huì )迷失方向呢？原因就是蝙蝠能發(fā)出2～10萬(wàn)赫茲的超聲波，這好比是一座活動(dòng)的“雷達站”。蝙蝠正是利用這種“雷達”判斷飛行前方是昆蟲(chóng)，或是障礙物的。

 

我們人類(lèi)直到第一次世界大戰才學(xué)會(huì )利用超聲波，這就是利用“聲納”的原理來(lái)探測水中目標及其狀態(tài)，如潛艇的位置等。此時(shí)人們向水中發(fā)出一系列不同頻率的超聲波，然后記錄與處理反射回聲，從回聲的特征我們便可以估計出探測物的距離、形態(tài)及其動(dòng)態(tài)改變。醫學(xué)上最早利用超聲波是在1942年，奧地利醫生杜西克首次用超聲技術(shù)掃描腦部結構；以后到了60年代醫生們開(kāi)始將超聲波應用于腹部器官的探測。如今超聲波掃描技術(shù)已成為現代醫學(xué)診斷不可缺少的工具。

 

醫學(xué)超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性，即將超聲波發(fā)射到人體內，當它在體內遇到界面時(shí)會(huì )發(fā)生反射及折射，并且在人體組織中可能被吸收而衰減。因為人體各種組織的形態(tài)與結構是不相同的，因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同，醫生們正是通過(guò)儀器所反映出的波型、曲線(xiàn)，或影象的特征來(lái)辨別它們。此外再結合解剖學(xué)知識、正常與病理的改變，便可診斷所檢查的器官是否有病。

 

頻率高于20KHz（赫茲）的聲波。研究超聲波的產(chǎn)生、傳播 、接收，以及各種超聲效應和應用的聲學(xué)分支叫超聲學(xué)。產(chǎn)生超聲波的裝置有機械型超聲發(fā)生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應和電磁作用原理制成的電動(dòng)超聲發(fā)生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應和鐵磁物質(zhì)的磁致伸縮效應制成的電聲換能器等。

 

 

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