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超聲波由于頻率高、波長(cháng)短,超聲波傳播過(guò)程中的特點(diǎn):
1.方向性好
由于超聲波的頻率高,其波長(cháng)較同樣介質(zhì)中的聲波波長(cháng)短得多,衍射現象不明顯,所以超聲波的傳播方向好。
2.能量大
超聲波在介質(zhì)中傳播,當振幅相同時(shí), 振動(dòng)頻率越高能量越大。因此,它比普通聲波具有大得多的能量。
3.穿透能力強
超聲波雖然在氣體中衰減很強,但在固體和液體中衰減較弱。在不透明的固體中,超聲波能夠穿透幾十米的厚度,所以超聲波在固體和液體中應用較廣。
4.引起空化作用
在液體中傳播時(shí),超聲波與聲波一樣是一種疏密的振動(dòng)波,液體時(shí)而受拉時(shí)而逐級壓,產(chǎn)生近于真空或含少量氣體的空穴。在聲波壓縮階段,空穴被壓縮直至崩潰。在空穴崩潰時(shí)產(chǎn)生放電和發(fā)光現象,這種現象稱(chēng)為空化作用。
5.熱作用
超聲波在媒介中傳播時(shí),大振幅聲波會(huì )形成鋸齒形波面的周期性激波,在波面處造成很大的壓強梯度。振動(dòng)能量不斷被媒介吸收轉化為熱量而使媒介溫度升高,吸收的能量可升高媒介的整體溫度和邊界外的局部溫度等。
6.機械作用
超聲波是機械能量的傳遞形式,與波動(dòng)過(guò)程有關(guān),會(huì )產(chǎn)生線(xiàn)性的交變振動(dòng)作用,原點(diǎn)位移、振動(dòng)速度、加速度以及聲壓參數可以表現超聲效應。超聲波在液體中傳播時(shí),其間質(zhì)點(diǎn)位移振幅雖然很小,但超聲引起的質(zhì)點(diǎn)加速度卻非常大。當20khz、1w㎡的超聲波在水中傳播時(shí),其產(chǎn)生的超聲波壓力在-173kpa-173kpa,質(zhì)點(diǎn)加速度達14.4km/s2。因此,超聲波作用于液體時(shí)會(huì )產(chǎn)生激烈而快速變化的機械運動(dòng)。