超声波实验是验证什么作用(实验中如何产生超声波)

实验中如何产生超声波

因为蝙蝠是靠气流运动引起声带的振动而发声的。

蝙蝠能发出频率高于2万赫兹的超声波，人耳对这种频率的声音只能望尘莫及。人类听到的声波频率约在16～2万赫兹的范围内。常看见倒挂在树枝上的蝙蝠，不停地转动着嘴和鼻子。其实，它每秒钟在向周围发出10～20个信号，每个信号约包含50个声波振荡，这样信号中不会出现两种完全相同的频率。飞行时，蝙蝠在喉内产生超声波，通过口或鼻孔发射出来。声波遇到猎物会反射回来，正在飞行的夜蛾对反射波产生压力，飞行速度愈快，压力愈大，回声声波的频率就愈高。蝙蝠正是用这种回声，探测夜蛾和其他物体，据此知道食物夜蛾的位置，从而追捕它们。蝙蝠善于在空中飞行，能作圆形转弯、急刹车和快速变换飞行速度等多种“特技飞行”。白犬，隐藏在岩穴、 树洞或屋檐的空隙里；黄昏和夜间，飞翔空中，捕食蚊、蝇、蛾等昆虫。蝙蝠捕食大量的害虫，对人有益，理应得到保护。到了夏季，雌蝙蝠生出一只发育相当完全的幼体。初生的幼体长满了绒毛，用爪牢固地挂在母体的胸部吸乳， 在母体飞行的时候也不会掉下来。蝙蝠有用于飞翔的两翼，翼的结构和鸟翼不相同，是由联系在前肢、后肢和尾之间的皮膜构成的。前肢的第二、 三、四、五指特别长，适于支持皮膜；第一指很小，长在皮膜外，指端有钩爪。后肢短小，足伸出皮膜外，有五趾， 趾端有钩爪。休息时，常用足爪把身体倒挂在洞穴里或屋檐下。在树上或地上爬行时，依靠第一指和足抓住粗糙物 体前进。蝙蝠的骨很轻，胸骨上也有与鸟的龙骨突相似的突起，上面长着牵动两翼活动的肌肉。蝙蝠的口很宽阔，口内有细小而尖锐的牙齿，适于捕食飞虫。它的视力很弱，但是听觉和触觉却很灵敏。一些 实验证明，蝙蝠主要靠听觉来发现昆虫。蝙蝠在飞行的时候，喉内能够产生超声波，超声波通过口腔发射出来。当 超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时，蝙蝠能够用耳朵接受，并能判断探测目标是昆虫还是障碍物，以及距离它 有多远。人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式，叫做“回声定位”。蝙蝠在寻食、定向和飞行时发出的信号是由 类似语言音素的超声波音素组成。蝙蝠必须在收到回声并分析出这种回声的振幅、频率、信号间隔等的声音特征后， 靠回声测距和定位的蝙蝠只发出一个简单的声音信号，这种信号通常是由一个或二个音素按一定规律反复地出 现而组成。当蝙蝠在飞行时，发出的信号被物体弹回，形成了根据物体性质不同而有不同声音特征的回声。然后蝙 蝠在分析回声的频率、音调和声音间隔等声音特征后，决定物体的性质和位置。蝙蝠大脑的不同部分能截获回声信号的不同成分。蝙蝠大脑中某些神经元对回声频率敏感，而另一些则对二个 连续声音之间的时间间隔敏感。大脑各部分的共同协作使蝙蝠作出对反射物体性状的判断。蝙蝠用回声定位来捕捉 昆虫的灵活性和准确性，是非常惊人的。有人统计，蝙蝠在几秒钟内就能捕捉到一只昆虫，一分钟可以捕捉十几只 昆虫。同时，蝙蝠还有惊人的抗干扰能力，能从杂乱无章的充满噪声的回声中检测出某一特殊的声音，然后很快地 分析和辨别这种声音，以区别反射音波的物体是昆虫还是石块，或者更精确地决定是可食昆虫，还是不可食昆虫。当2万只蝙蝠生活在同一个洞穴里时，也不会因为空间的超声波太多而互相干扰。

实验中如何产生超声波波长

频率高于人的听觉上限（约为20000赫）的声波，称为超声波，或称为超声。

超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性——超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。功率特性——当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用——当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。

仪器的超声波怎么产生的

钛酸钡吧。它不是聚合物，而是无机化合物，当然是非金属了。

钛酸钡有这样的特性：当它受压力而改变形状的时候，会产生电流，一通电又会改变形状。于是，人们把钛酸钡放在超声波中，它受压便产生电流，由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱。相反，用高频电流通过它，则可以产生超声波。

几乎所有的超声波仪器中，都要用到钛酸钡。

除此之外，钛酸钡还有许多用途。例如：铁路工人把它放在铁轨下面，来测量火车通过时候的压力；医生用它制成脉搏记录器。用钛酸钡做的水底探测器，是锐利的水下眼睛，它不只能够看到鱼群，而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等

利用超声波

超声波具有定向发射的性质，可以用于探测水中物体，如探测鱼群、潜艇等，也可用来测量海深。

由于海水的导电性良好，电磁波在海水中传播时，吸收非常严重，因而电磁雷达无法使用。利用声波雷达——声纳，可以探测出潜艇的方位和距离,因为超声波碰到杂质或介质分界面时有显著的反射，所以可以用来探测工件内部的缺陷。超声探伤的优点是不伤损工件，可以探测大型工件，如用于探测万吨水压机的主轴和横梁等。此外，在医学上可用探测人体内部的病变，如“B超”仪就是利用超声波来显示人体内部结构的图像。次声波不容易衰减，不易被水和空气吸收。而次声波的波长往往很长，因此能绕开某些大型障碍物发生衍射。某些次声波能绕地球2至3周。某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近，容易和人体器官产生共振，对人体有很强的伤害性，危险时可致人死亡。

怎样产生超声波

频率高于人的听觉上限（约为20000赫）的声波，称为超声波，或称为超声。

超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性——超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。功率特性——当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用——当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。

我们知道正确的波的物理定义是：振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件：一是振动源，二是传播介质。波的分类一般有如下几种：一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时，称为横波。当振动方向与传播方向一致时，称为纵波。二是根据频率分类，我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ，所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波，超过这个范围的波叫超声波。

波在物体里传播，主要有以下的参数：一是速度V，二是频率F，三是波长λ。三者之间的关系如下：V=F.λ。波在同一种物质中传播的速度是一定的，所以频率不同，波长也就不同。另外，还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减，传播的距离越远，能量衰减也就越厉害，这在超声波加工中也属于考虑范围。

超声波在塑料加工中的应用原理：

塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙，在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化，使接触位塑料熔合，达到加工目的。

实验中是如何产生和探测超声波的?

超声波多次反射是信号太强，在两个反射面之间形成多次反射被探头接收到。超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹(Hz)。人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此，把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1兆赫兹-30兆赫兹。

实验中如何产生超声波的原因

从实验室所采用的仪器和实验过程来看, 主要误差来源有以下几点: (1) 在发射换能器与接收换能器之间有可能不是严格的驻波场。

超声实验原理

B超的成像原理为B超仪器中一个较重要的部件是探头，也称为换能器，探头具有发射声波和接收声波的装置。

探头扫查人体时由探头发射超声波，超声科在组织中传播时会遇到不同的界面，当遇到大界面时会发生反射，遇到小界面时会发生散射。

无论是反射回波还是散射回波，都会含有不同组织的声学信息，再通过探头接收不同组织的声学信息，经过信号处理系统处理以后，这些信息会以波形、图像等显示在显示器上以供医生诊断，简单地说超声成像的原理是通过探头的反射回波来成像的。

用超声波法测声波的速度实验原理

原理：超声波传感器会发射一组高频声波，一般为40-45KHz，当声波遇到物体后，就会被反弹回，并被接受到。

通过计算声波从发射到返回的时间，再乘以声波在媒介中的传播速度。就可以获得物体相对于传感器的距离值了。

实验中如何产生超声波的原理

超声波雷达的工作原理是通过超声波发射装置向外发出超声波，到通过接收器接收到发送过来超声波时的时间差来测算距离。

目前，常用探头的工作频率有 40kHz, 48kHz 和 58kHz 三种。一般来说，频率越高，灵敏度越高，但水平与垂直方向的探测角度就越小，故一般采用 40kHz 的探头。超声波雷达防水、防尘，即使有少量的泥沙遮挡也不影响。探测范围在 0.1-3 米之间，而且精度较高，因此非常适合应用于泊车。

实验中为什么采用超声波

超声波细胞破碎仪 工作原理 超声波细胞破碎仪是利用超声波在液体中的分散效应,使液体产生空化的作用,从而使液体中的固体颗粒或细胞组织破碎. 超声波细胞破碎仪由超声波发生器和换能器两大部分组成.超声波发生器电路将50/60Hz的市电转换成18-21KHz的高频高压电能，该能量被输到“压电换能器”中，并被转换成高频机械震动，再经“变幅杆”的聚能和振幅位移放大后作用于液体中而产生强大的压力波，这个压力波则会形成千百万的微观气泡，随着高频振动，气泡将迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时，由于液体间相互碰撞产生强大的冲击波，在其周围产生上千个大气压的压力（即超声空化）。它使得变幅杆顶部产生强有力的剪切活动，并使得气体中的分子强力地被搅动。该能量足以将细胞及各类无机物质破碎重组。 主要用途 超声波细胞破碎仪具有破碎组织、细菌、病毒、孢子及其它细胞结构，匀质、乳化、混合、脱气、崩解和分散、浸出和提取，加速反映等功能，故广泛应用于生物、医学、化学、制药、食品、化妆品、环保等实验室研究及企业生产。