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超聲波及其應(yīng)用

　　人耳最高只能感覺到大約20 000 Hz的聲波，頻率更高的聲波就是超聲波了．超聲波廣泛地應(yīng)用在多種技術(shù)中．超聲波有兩個(gè)特點(diǎn)，一個(gè)是能量大，一個(gè)是沿直線傳播．它的應(yīng)用就是按照這兩個(gè)特點(diǎn)展開的．

　　理論研究表明，在振幅相同的情況下，一個(gè)物體振動(dòng)的能量跟振動(dòng)頻率的二次方成正比．超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率很高，因而能量很大．在我國北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動(dòng)會(huì)使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，就可以增加室內(nèi)空氣的濕度．這就是超聲波加濕器的原理．對(duì)于咽喉炎、氣管炎等疾病，藥力很難達(dá)到患病的部位．利用加濕器的原理，把藥液霧化，讓病人吸入，能夠增進(jìn)療效．利用超聲波的巨大能量還可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎．

　　金屬零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事，如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波，清洗液的劇烈振動(dòng)沖擊物品上的污垢，能夠很快清洗干凈．

　　俗話說“隔墻有耳”，這說明聲波能夠繞過障礙物．但是，波長(zhǎng)越短，這種繞射現(xiàn)象越不明顯，因此，超聲波基本上是沿直線傳播的，可以定向發(fā)射，如果漁船載有水下超聲波發(fā)生器，它旋轉(zhuǎn)著向各個(gè)方向發(fā)射超聲波，超聲波遇到魚群會(huì)反射回來，漁船探測(cè)到反射波就知道魚群的位置了．這種儀器叫做聲吶．聲吶也可以用來探測(cè)水中的暗礁、敵人的潛艇以及測(cè)量海水的深度．

　　根據(jù)同樣的道理也可以用超聲波探測(cè)金屬、陶瓷、混凝土制品，甚至水庫大壩，檢查內(nèi)部是否有氣泡、空洞和裂紋．人體各個(gè)內(nèi)臟的表面對(duì)超聲波的反射能力是不同的，健康內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也不一樣．平常說的“B超”就是根據(jù)內(nèi)臟反射的超聲波進(jìn)行造影，幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變．

　　有趣的是，很多動(dòng)物都有完善的發(fā)射和接收超聲波的器官．以昆蟲為食的蝙蝠，視覺很差，飛行中不斷發(fā)出超聲波的脈沖，依靠昆蟲身體的反射波來發(fā)現(xiàn)食物．海豚也有完善的“聲吶”系統(tǒng)，使它能在混濁的水中準(zhǔn)確地確定遠(yuǎn)處小魚的位置．

　　現(xiàn)代的無線電定位器——雷達(dá)，質(zhì)量有幾十、幾百、幾千千克，蝙蝠的超聲定位系統(tǒng)只有幾分之一克，而在一些重要性能上，如確定目標(biāo)方位的精確度、抗干擾的能力等都遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)代的無線電定位器．深入研究動(dòng)物身上各種器官的功能和構(gòu)造，將獲得的知識(shí)用來改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備和創(chuàng)制新的設(shè)備，這是近幾十年來發(fā)展起來的一門新學(xué)科，叫做仿生學(xué)．

各寫出一個(gè)超聲傳遞信息、超聲傳遞能量的實(shí)例．

Answer 1

答案：超聲傳遞信息：蝙蝠可以靠超聲波發(fā)現(xiàn)昆蟲；聲納；探礦；B超；超聲探傷（檢測(cè)）．

超聲傳遞能量：

聲波清灰；超聲波清洗鏡片；超聲波霧化；醫(yī)用超聲波碎石；聲波凝聚；超聲波空化治理廢水 等．