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聲波和超聲波和次聲波之間的區別是什么?

發布時間:2018-12-27 19:05 發布者:wxcsb 瀏覽次數:

    聲波是指:發聲體產生的振動在空氣或其他物質中的傳播叫做聲波。聲波借助各種介質向四面八方傳播。聲波通常是縱波,也有橫波,聲波所到之處的質點沿著傳播方向在平衡位置附近振動,聲波的傳播實質上是能量在介質中的傳遞。聲波是一種壓力、密度的波動;人們聲波最敏感的頻率是2000Hz,高于和低于2000Hz時,人們的聽力會下降。聲波可以理解為介質偏離平衡態的小擾動的傳播。這個傳播過程只是能量的傳遞過程,而不發生質量的傳遞。如果擾動量比較小,則聲波的傳遞滿足經典的波動方程,是線性波。如果擾動很大,則不滿足線性的聲波方程,會出現波的色散,和激波的產生。

    超聲波是指:振動頻率大于20000Hz以上的,其每秒的振動次數(頻率)甚高,超出了人耳聽覺的一般上限(20000Hz),人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。由于其頻率高,因而具有許多特點:首先是功率大,其能量比一般聲波大得多,因而可以用來清洗、切削、焊接、鉆孔等。再者由于它頻率高,波長短,衍射不嚴重,具有良好的定向性,工業與醫學上常用超聲波進行超聲探測。 超聲和可聞聲本質上是一致的,它們的共同點都是一種機械振動模式,通常以縱波的方式在彈性介質內會傳播,是一種能量的傳播形式,其不同點是超聲波頻率高,波長短,在一定距離內沿直線傳播具有良好的束射性和方向性,1兆Hz=10^6Hz,即每秒振動100萬次,可聞波的頻率在16-20000HZ 之間)。超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波,它的方向性好,穿透能力強,易于獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大于人的聽覺上限而得名。

小型超聲波清洗機圖

小型超聲波清洗機參考圖

 

超聲波的兩個主要參數:

    頻率:F≥20KHz(在實際應用中因為效果相似,通常把F≥15KHz的聲波也稱為超聲波)

    功率密度:p=發射功率(W)/發射面積(cm2),通常p≥0.3w/cm2

   在液體中傳播的超聲波能對物體表面的污物進行清洗,其原理可用“空化”現象來解釋:超聲波振動在液體中傳播的音波壓強達到一個大氣壓時,其功率密度為0.35w/cm2,這時超聲波的音波壓強峰值就可達到真空或負壓,但實際上無負壓存在,因此在液體中產生一個很大的壓力,將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超聲波壓強反向達到最大時破裂,由于破裂而產生的強烈沖擊將物體表面的污垢撞擊下來。這種由無數細小的空化氣泡破裂而產生的沖擊波現象稱為“空化”現象。太小的聲強 無法產生空化效應。

   次聲波指:人們對聲波最敏感的頻率是2000Hz,高于和低于2000Hz時,人們的聽力會下降,根據人聽力的這一特性,將20000Hz以上的聲波稱為超聲波,將20Hz以下 的聲波稱為次聲波,將20-20000Hz的聲波稱為音頻聲波。
      總之聲波、超聲波、次聲波之間的主要區別就是頻率的不同。

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