穿透力強(qiáng),可以用超聲波測(cè)距離,就是所說的聲納,還有超聲波的破碎力強(qiáng),可以用來碎石,就是結(jié)石.下面在詳細(xì)介紹下:超聲波基本特性頻率在2kHz以上的聲波稱之為超聲波，由于頻率f升高，波長(zhǎng)λ變短使得超聲波比普通聲波具有特殊性，

即近似于光的某些特征。如束射性，由一種媒質(zhì)進(jìn)人另一種媒質(zhì)發(fā)生折射、

反射等。同時(shí)有很強(qiáng)的被吸收性與衰減性，帶有很強(qiáng)的能量。本節(jié)簡(jiǎn)要介紹超聲波的幾個(gè)主要特征。超聲波的束射性】人耳可感受的聲音是無指向性的球面波，即以聲源為中心呈球面向四周擴(kuò)散周圍均能聽到聲音。

由于超聲波頻率很高，所以方向性就相對(duì)要強(qiáng)，方向性即柬射性。當(dāng)超聲波發(fā)生體壓電晶體的

直徑尺寸遠(yuǎn)大于超聲波波長(zhǎng)時(shí)，則晶體所產(chǎn)生的超聲波就類似于光的特性，如圖1一1一1所示。緊靠晶體輻射板的一段叫近場(chǎng)區(qū)，接近于圓柱狀；離晶本輻射較遠(yuǎn)的局部，超聲波以一定的

角度擴(kuò)散，叫遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。若壓晶體圓片的直徑為D,超聲波在該介中的波長(zhǎng)為λ，則近區(qū)的長(zhǎng)度為：D2λ2D2N=≈ Dλ）4λ 4λ由上式看出，壓電晶體片直徑愈大或頻率越高，即波長(zhǎng)λ愈短，則近場(chǎng)區(qū)的長(zhǎng)度愈長(zhǎng)，此超聲波場(chǎng)的束射性就愈好。聲學(xué)工作者用光衍射法，對(duì)醫(yī)用超聲波換能器的聲場(chǎng)顯示做了深入、生動(dòng)的研究。就是這個(gè)研究效果的一組照片，對(duì)我深入而又形象地理解超聲波的束射性，超聲波的聚焦性，

都有很大的協(xié)助。圖1-2這種是這種光衍射法的實(shí)驗(yàn)光路圖。圖中的HeNe激光器的波長(zhǎng)為6328A 埃）

O為一組組合透鏡，將光束鏡發(fā)出的擴(kuò)散光束變?yōu)槠叫泄馐Ｗ詈笤谙嗥辽系玫揭粋€(gè)超聲波

聲束的倒立的實(shí)相。所示的這張未聚焦的單片換能器的全景超聲波束照片，超聲波治療機(jī)所

發(fā)出的超聲波聲束的生動(dòng)、形象的顯示，值得我深入研究和理解的理解了超聲波束射性，對(duì)超聲波治療有重要的意義。由于超聲波具有很強(qiáng)的束射性，超聲波治療時(shí)，

要注意使用聲頭輻面垂直，對(duì)準(zhǔn)治療部位。以由于超聲波聲頭輻射出的超聲波場(chǎng)中心處最強(qiáng)，

愈向外側(cè)愈弱，所以，超聲波治療操作時(shí)，

一般都要以一定的速度，治療部位做小圓周或其它形式的移動(dòng)，以使治療部位得到超聲波

劑量基本均勻，從而保證治療效果的良好。超聲波的透射、反射、折射與聚集】由于超聲波的頻率較高，所以超聲波在定向傳達(dá)時(shí)，兩種不同媒質(zhì)的分界面上，會(huì)呈現(xiàn)類似于

光線一樣的透射、反射和折射現(xiàn)象。光線的透射、反射與折射現(xiàn)象是罕見的

例如，一個(gè)黑暗的環(huán)境里將一束光線投身到一個(gè)盛滿水的透明玻璃燒杯里，

將十分清楚地看到光線在水面上產(chǎn)生的透射、反射與折射現(xiàn)象。采用的光衍射法，

也可以清楚地看到超聲波聲束的反射、透射與折射現(xiàn)象。光的聚集現(xiàn)象是罕見的如果我手邊在一個(gè)放大鏡，強(qiáng)烈的陽光下，太陽光經(jīng)過放大鏡

聚集到一點(diǎn)，就會(huì)將這一點(diǎn)上的紙或者香煙等物點(diǎn)燃。許多人都親身做過這個(gè)實(shí)驗(yàn)。超聲波的聚集現(xiàn)象和光線的聚集現(xiàn)象是一樣的利用超聲波聚集裝置可以將超聲波束會(huì)聚到一點(diǎn)，

從而將超聲波的聲強(qiáng)提高幾倍甚至幾千倍，利用這樣巨大的聲強(qiáng)可以做許多很有意義的工作。

例如:超聲波切割、超聲波鉆孔、超聲波打磨等。超聲波吸收與衰減】聲波在各種媒質(zhì)中傳播時(shí)，由于媒質(zhì)要吸收掉它一部分能量，所以，隨著傳達(dá)路程的增加，聲波的強(qiáng)度會(huì)逐漸減弱。一個(gè)廣場(chǎng)上，一個(gè)民族弦樂正在為廣大群眾作街頭演出，許多人聞?dòng)嵡叭ビ^看和欣賞那動(dòng)聽的音樂。

當(dāng)你從遠(yuǎn)處走近這個(gè)樂隊(duì)時(shí)，首先聽到那音調(diào)低沉的鼓聲，隨著你慢慢走近樂隊(duì)，

就逐漸聽到鎖吶聲、笛聲、二胡聲等;當(dāng)你最后走到樂隊(duì)周圍時(shí)，才聽到那音調(diào)很高的清脆的鈴聲。這個(gè)例子，很生動(dòng)地說明了各種不同頻率的聲波，空氣中傳達(dá)時(shí)被吸收的水平是不同的

頻率越高的聲波，空氣對(duì)它吸收越強(qiáng)，所以它傳達(dá)的距離較短。例如上述樂隊(duì)中音調(diào)很高的鈴聲;

因其頻率很高，空氣對(duì)它吸收作用很強(qiáng)，所以傳不遠(yuǎn)。反之，對(duì)頻率越低的聲波，空氣對(duì)它吸收較少，

因此，傳達(dá)的距離較長(zhǎng)。上述樂隊(duì)中音調(diào)低沉的大鼓聲音傳得很遠(yuǎn)，正是由于它頻率很低的緣故。聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)，被吸收而衰減的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)于同一個(gè)聲波，當(dāng)它圍體、液體或氣體，

以及各種不同物質(zhì)中傳播時(shí)，被吸收的水平也是不同的對(duì)于一個(gè)頻率固定的聲波，氣體中傳播時(shí)，

被吸收的最厲害;液體中傳播時(shí)，吸收的較少；而在固體中傳播時(shí)，則被吸收的最少。

所以，聲波在空氣中傳播的最短，水中則可傳播的遠(yuǎn)一些，而在金屬中則能傳達(dá)得很遠(yuǎn)。以上關(guān)于聲波吸收的兩個(gè)特性，無論對(duì)可聽聲，或是對(duì)超聲波，都是適用的對(duì)于超聲波來講，

由于它頻率很高，所發(fā)，空氣中傳播時(shí)，被吸特別厲害。據(jù)科學(xué)家們實(shí)驗(yàn)，頻率為100億Hz超聲波，

離開聲源的一剎那間，馬上會(huì)被空氣全部吸收掉。超聲波治療的臨床應(yīng)用中，

對(duì)于超聲波的吸收特性，必需予以足夠的重視。這一點(diǎn)，下面的有關(guān)章節(jié)中，將要詳細(xì)談到超聲波巨大能量】超聲波之所以在工業(yè)、國防和醫(yī)療等方面發(fā)揮著獨(dú)特而又巨大的作用，還有一個(gè)原因是

由于超聲波比一般可聽聲有著強(qiáng)大的功率。根據(jù)聲學(xué)工作者的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，一般的講話聲音的能量是很小的

假設(shè)我想用普通說話的能量來燒開一壺水，那么，必需動(dòng)員700多萬人，連續(xù)大聲喊叫12個(gè)小時(shí)才行。

超聲波具有的能量，要比一般可聽聲大的多。根據(jù)有關(guān)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，

頻率為100萬赫茲的超聲波的能量，要比同幅度的頻率為1000赫茲的可聽聲能量大100萬倍。

所以說，擁有巨大的能量，超聲波的一個(gè)重要特點(diǎn)。超聲波的許多應(yīng)用，也都是利用它這一特點(diǎn)進(jìn)行工作的

為什么超聲波擁有這么強(qiáng)大的功率呢？這是由于聲波到達(dá)某一物質(zhì)中時(shí)，由于聲波的振動(dòng)作用，

使物質(zhì)中的分子隨便之一起振動(dòng)，兩者振動(dòng)的頻率是一致的物質(zhì)分子振動(dòng)的頻率，決定了該物質(zhì)分子

振動(dòng)的速度，頻率越高，速度越大。知道，一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體所具有的動(dòng)能E與其質(zhì)量M和運(yùn)動(dòng)速度有下列關(guān)系:E=Mv2即，運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能與其質(zhì)量成正比，與其速度的平方也成正比。由于超聲波的頻率很高，使所進(jìn)入的物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)速度，也隨之變的很高。根據(jù)上式可知，

這樣高的運(yùn)動(dòng)速度，使該物質(zhì)分子具有很大的動(dòng)能，這就是超聲波擁有巨大能量的緣故。超聲波的聲壓特性】所謂“聲壓”指的由于聲波的振動(dòng)而使聲場(chǎng)中的物體受到附加壓力的強(qiáng)度，單位為公斤/平方厘米，

一般可聽聲的聲壓非常微小，其數(shù)值約為 0.000001公斤/平方厘米~0.000002公斤/平方厘米。

這公微小的聲壓，一般是不引起人們注意的但是超聲波的聲壓，一般是很大的

例如，水中通過一般強(qiáng)度的超聲波時(shí)，因超聲波而產(chǎn)生的附加壓力，可以達(dá)到好幾個(gè)大氣壓。

超聲波之所以能夠發(fā)生這樣強(qiáng)的聲壓，可以達(dá)到好幾個(gè)大氣壓，其根本原因仍然是由于超聲波的頻率很高，所以振動(dòng)時(shí)，使高密度分子間的伸拉很快以致使其間

形成瞬時(shí)的真空與壓縮高密度區(qū)，發(fā)生巨大的壓力差。當(dāng)它振幅達(dá)到一定水平時(shí)，超聲波擁有的能量十分巨大。當(dāng)超聲波束通過液體時(shí)，由于巨大的超聲波聲壓作用，可以在液體中出現(xiàn)"空化現(xiàn)象"

這種現(xiàn)象所產(chǎn)生的瞬時(shí)壓力，可以高達(dá)幾千個(gè)，甚至上萬個(gè)大氣壓!這么巨大的瞬時(shí)壓力，

使超聲波的應(yīng)用，許多方面顯示出它獨(dú)特的巨大作用。現(xiàn)在已被普遍應(yīng)用的超聲波清洗，

超聲波乳化等，都是超聲波空化現(xiàn)象的具體運(yùn)用。超聲波的空化現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的呢?讓我通過觀察一個(gè)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)，來了解空化現(xiàn)象產(chǎn)生的微妙