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超聲波的性質(zhì)

發(fā)布時(shí)間：2020-06-03 04:06:11人氣：

超聲波頻率
超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)具有反射、折射、衍射、散射等現(xiàn)象發(fā)生。超聲波的兩個(gè)主要參數(shù)為：


（1）頻率

超聲波的頻率F≥20KHz，在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)樽饔谩⑿再|(zhì)類(lèi)似，通常把頻率F≥15KHz的聲波也稱(chēng)為超聲波。

（2）功率密度

超聲波的功率密度定義為超聲波的發(fā)射功率與發(fā)射面積的比值，即ρ=發(fā)射功率（w）/發(fā)射面積（cm2），通常ρ≥0.3w/cm2。

超聲波的波長(zhǎng)很短，只有幾厘米長(zhǎng)，甚至只有千分之幾毫米。與可聽(tīng)見(jiàn)聲波相比，超聲波具有許多新的特性：


（1）傳播特性

由于超聲波的波長(zhǎng)很短，而障礙物的尺寸通常遠(yuǎn)大于超聲波的波長(zhǎng)，因此超聲波的衍射本領(lǐng)很弱，但是超聲波在均勻介質(zhì)中的傳播能力很強(qiáng)，超聲波的波長(zhǎng)越短，沿同一方向的傳播能力越強(qiáng)，傳播得越遠(yuǎn)。


（2）功率特性

聲波在傳播過(guò)程中能夠?qū)橘|(zhì)做功。在強(qiáng)度相同的條件下，聲波的頻率越高，功率越大。由于超聲波頻率比一般的聲波高，因此超聲波的功率也相應(yīng)的比一般聲波的功率大。

（3）空化作用

超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)存在一個(gè)正負(fù)壓強(qiáng)的交變周期，在正壓相位時(shí)，超聲波對(duì)介質(zhì)分子擠壓，從而改變介質(zhì)原來(lái)的密度，使密度增大；在負(fù)壓相位時(shí)，使介質(zhì)分子稀疏，進(jìn)一步離散，介質(zhì)的密度減小，當(dāng)用足夠大幅度的超聲波作用于液體介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)分子間的平均距離會(huì)超過(guò)使液體介質(zhì)保持不變的臨界分子距離，液體介質(zhì)就會(huì)發(fā)生斷裂，形成微泡，這些微泡小空洞迅速脹大和閉合，會(huì)使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體（如水和油）發(fā)生乳化，從而加速了溶質(zhì)的溶解，加快其化學(xué)反應(yīng)，這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應(yīng)稱(chēng)作超聲波的空化作用。

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