超声波在介质中的传播规律与应用

超声波在介质中的传播规律与声波大体相同，也具有波动的一般特性，能产生反射、折射、干涉和衍射等现象.但由于超声波频率高、波长短，因此又产生了一系列与声波不同的特点，以及由此而带来的多种应用.但是由于气体对超声波的吸收能力很强，液体和固体对超声波的吸收能力较弱，因此超声波主要应用于液体和固体中.

由于超声波的波长比在同种介质中的声波的波长短得多，衍射现象不明显，所以可以像光一样沿直线传播，具有很好的定向性；超声波在传播过程中遇到两种介质分界面时会有强度明显的反射；由于波的强度与频率平方成正比，所以在振幅相同时，超声波比普通声波具有大得多的能量；超声波在固体和液体中具有很强的穿透能力，在不透明的固体中，超声波可以穿透几十米的厚度，在水中超声波可以传播几千米，甚至几百万米的距离.利用上述特点，可以采用超声波进行水下探测.例如用超声波制成的“声波雷达”（又称为声呐）可以用来探测鱼群、潜艇的位置以及测量海水的深度等；利用超声波发生器发出的超声波束，可以探测待测物质中有无障碍物以及它的位置、大小和特征等，这就是超声检测.它是一种无损检测，可以用来检查固体材料中的缺陷（如气泡、裂缝、砂眼等），也可以用来显示人体内脏病变图像.如医学上常用的B 超，就是把超声波发生器（俗称超声探头）在人体表面扫动或在一处转动，使超声波束在体内做线状或扇形扫描，再配合电子仪器，从而显示出人体内部与波束方向平行的断层上的超声图像.

当强超声波在液体中传播时，声压振幅可达几十个大气压，因此在短距离内就可以产生很大的压强差，液体在这样的巨力作用下发生剧烈的摩擦，产生局部的高温、高压以及放电现象，从而破坏物质结构，也能加速化学反应的进行.利用超声波的这种性质可以进行粉碎、焊接、钻孔、清洗、除尘等.(www.xing528.com)

由于声波只在高频情况下才能与物质相互作用，而超声波的频率很高，所以它可以与物质相互作用，产生一些物理效应、化学效应或生物效应等.例如超声波可以刺激调节细胞膜，增加表皮通透性，使营养和药物更快吸收，加速新陈代谢，增强组织的再生过程，从而达到美容或治疗创伤的目的.

近年来，由于超声表面技术的发展，以及更高频率超声波发生器的产生，超声波的用途越来越广，不仅涉及生产和生活的很多方面，也为科学研究提供了有效手段和途径.例如超声已与电磁波和粒子轰击一样，并列为研究物质微观过程的三大重要手段.运用超声技术制成的高频信号振荡器、谐振器、滤波器也被广泛应用于电视、通信、雷达等方面.随着科学技术的发展，超声波将会发挥越来越多的作用.