超声是怎么回事?这个问题很大,主要从超声概念、特性及成像原理进行科普,先明确超声的概念,超声波是机械波,是指频率>20000Hz以上,超过人耳听觉阈值上限的声波,这就是超声波。人耳听觉阈值的声波频率是20-20000Hz,那么超过20000Hz以上就是超声波了,低于20Hz就称为次声波。常用的医学诊断的频率是2-20MHz,1MHz=10^6Hz,也就是说医学诊断用的超声波的频率是非常高的。那医学超声波有怎样的物理特性?主要介绍以下六个方面:一、具有指向性;二、界面性;三、超声场;四、吸收与衰减;五、多普勒效应;六、超声的穿透力及分辨率。拥有这些特性,为超声波的成像奠定了良好的基础。那么超声波到底是怎样形成图像的?需要借助超声仪器中的一个重要的部件,即探头。探头是具有发射声波和接受声波的装置,探头发射声波以后会接收到来自不同组织界面的回波信号,这些回波信号还含有不同组织的声学信息,再通过信号处理系统处理后,以不同形式的回波图像显示在显示器上,供医生诊断,这就是超声。
超声波在生活中的用途?
B超检查对人体没有辐射,B超是每秒振动2万-10亿次,人耳听不到的声波称为超声波。利用超声波的物理特性进行诊断和治疗的一门影像学科,称为超声医学。其临床应用范围广泛,目前已成为现代临床医学中不可缺少的诊断方法。B超是医院作为对病人的一项常规性检查,至今还没有 出现过对病人有损伤的报道,是医学界的六大影像诊断设备之一
超声波是声波的一种,而声波是一种机械波,即因物体振动而产生的一种纵波,每秒震动的次数称作声波的频率(单位是赫兹:Hz)。
上图音叉产生的声波引起了水面震动
和人眼只能看到特定波长类似(大致为300纳米到700纳米内的电磁波),人耳只能听到频率大致为20赫兹到2万赫兹的声波,其中频率超过2万赫兹的声波被称作超声波。
超声波是如何发现的?人耳是无法听到超声波的,但是一些动物却可以。在1794年,斯帕兰扎尼就发现了蝙蝠是通过一种听不到的声音进行导航的。
在1876年高尔顿发明了狗哨,这是一种特殊的哨子,这种哨子能发出频率为2万赫兹到5万赫兹的声波,这种声波已经超出了人类听觉极限,但是猫和狗却能听见,因为狗狗的听力范围上限约为4万赫兹,猫的听力上限大致为6万赫兹。
所以说超声波大致在200多年前就发现了,而真正可以应用的超声波,是在居里夫人的丈夫皮埃尔·居里和他的兄弟在1880年发现压电效应之后,可以根据压电效应来发射和检测超声波,由此开启了超声波应用的大门。
超声波的特点因为波长和频率成反比,而超声波频率比较高,所以波长短,这意味着超声波具有良好的方向性,而且由于波长短,频率高,震动强烈,所以具有较高的能量。
超声波还具有良好的穿透性,所以能够在物质内传播较远的路径。基于这些特点,超声波的应用也分为两大领域。
超声波的应用领域因为方向性好,而且穿透性强,主要有两种应用领域,第一种是检测和探测,比如医学上常用的B超,根据人体对超声波的反射规律,来探查人体内部结构,而且对人体损害小,是临床医学不可或缺的一种诊断方法。
还有声呐系统,其原理也是超声波,广泛应用于航海和航空领域,可以用来探测前方的障碍物体。此外还有很多类似的应用,比如专门探测精密零件表面生产情况的超声波探伤仪。
第二个领域是超声处理,这是靠超声波强大的能量实现的,比如利用超声波清洗眼镜,工厂中除尘,超声波焊接等,这都是依靠超声波强烈的震动完成的。
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我是玖玖号的签约作者“怀之”
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文章不错《超声波的特性》内容很有帮助