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超声波不为人知的故事

更新时间:2021-11-16浏览:97次

超声波的发展历史。早发现超声波的人是意大利科学家斯帕拉捷,他从蝙蝠的身上发现了超声波的存在。 

        1793年夏季的一个夜晚,意大利科学家斯帕拉捷走出家门,放飞了关在笼子里做实验用的几只蝙蝠。只见蝙蝠们抖动着带有薄膜的肢翼,轻盈地飞向夜空,并发出自由自在的“吱吱"叫声。斯帕拉捷见状,感到百思不得其解,因为在放飞蝙蝠之前,曾用小针刺瞎了蝙蝠的双眼,“瞎了眼的蝙蝠怎么能如此敏捷地飞翔呢?"他决心要解开这个谜团。 

         实验产生的意外现象激发了他的好奇心。“不用眼睛,那蝙蝠又是依靠什么来辨别障碍物,捕捉食物的呢?"于是,他又把蝙蝠的鼻子堵住,放了出去,结果,蝙蝠还是照样飞得轻松自如。“奥秘会不会在翅膀上呢?"斯帕拉捷这次在蝙蝠的翅膀上涂了一层油漆。然而,这也丝毫没有影响到它们的飞行。斯帕拉捷又把蝙蝠的耳朵塞住。这一次,飞上天的蝙蝠东碰西撞的,很快就跌了下来。斯帕拉捷这才弄清楚,原来,蝙蝠是靠听觉来确定方向,捕捉目标的,可是究竟是怎么样通过声音来定位的呢? 

         斯帕拉捷的新发现引起了世人的震动。此后又有许多科学家进一步研究了这个课题,人们终于弄清楚:蝙蝠是利用“超声波"在夜间导航的。它的喉头能发出一种超过人的耳朵所能听到的高频声波,这种声波沿着直线传播,一碰到物体就迅速返回来,它们用耳朵接收了这种返回来的超声波,使它们能作出准确的判断,引导它们飞行。所谓超声波,是指人耳听不见的声波。正常人的听觉可以听到20赫兹(Hz)~20千赫兹(kHz)的声波,低于20赫兹的声波称为次声波或亚声波,超过20千赫兹的声波称为超声波。超声波是声波大家族中的一员,和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械振动,通常以纵波的方式在弹性介质内传播,是一种能量和动量的传播形式,其不同点是超声频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性。 


         现代仿生学根据蝙蝠超声定位器的原理,制成了盲人用的“探路仪"。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜"也已制成。超声波已经被越来越多的的应用到各行各业。包括超声波检测、超声波探伤、功率超声、超声波处理、超声波塑料焊接机、超声波诊断、超声波等。医学上早利用超声波是在1942年,奥地利医生杜西克用超声技术扫描脑部结构;以后到了60年代医生们开始将超声波应用于腹部器官的探测。如今超声波扫描技术已成为现代医学诊断不可缺少的工具。应用在医学中的超声波诊断已经成为医学上三大影象诊断方法之一,与X线、同位素分别应用于不同场合,例如超声波、超声波诊断、肿瘤和结石粉碎等。

          在农业生产中,可以用超声波对有机体细胞的杀伤的特性来进行消毒灭菌,对作物种子进行超声波处理,有利于种子发芽和作物增产。此外超声波的液体处理和净化还可应用于环境保护中,例如超声波水处理、燃油乳化、大气除尘等。微波超声的重点放在微波电子器件,已经制成了超声波延迟线、声电放大器、声电滤波器、脉冲压缩滤波器等。超声波在工业中可用来对材料进行检测和探伤,可以测量气体、液体和固体的物理参数,可以测量厚度、液面高度、流量、粘度和硬度等,还可以对材料的焊缝、粘接等进行检查。超声波清洗和加工处理可以应用于切割、焊接、喷雾、乳化、电镀等工艺过程中。超声波清洗是一种的方法,已经用于工业。大功率超声可用于机械加工,使超声波在拉管、拉丝、挤压和铆接等工艺中得到了应用。


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