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声波和超声波和次声波之间的区别是什么?

发布时间:2018-12-27 19:05 发布者:wxcsb 浏览次数:

    声波是指:发声体产生的振动在空气或其他物质中的传播叫做声波。声波借助各种介质向四面八方传播。声波通常是纵波,也有横波,声波所到之处的质点沿着传播方向在平衡位置附近振动,声波的传播实质上是能量在介质中的传递。声波是一种压力、密度的波动;人们声波最敏感的频率是2000Hz,高于和低于2000Hz时,人们的听力会下降。声波可以理解为介质偏离平衡态的小扰动的传播。这个传播过程只是能量的传递过程,而不发生质量的传递。如果扰动量比较小,则声波的传递满足经典的波动方程,是线性波。如果扰动很大,则不满足线性的声波方程,会出现波的色散,和激波的产生。

    超声波是指:振动频率大于20000Hz以上的,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的一般上限(20000Hz),人们将这种听不见的声波叫做超声波。由于其频率高,因而具有许多特点:首先是功率大,其能量比一般声波大得多,因而可以用来清洗、切削、焊接、钻孔等。再者由于它频率高,波长短,衍射不严重,具有良好的定向性,工业与医学上常用超声波进行超声探测。 超声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模式,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同点是超声波频率高,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,1兆Hz=10^6Hz,即每秒振动100万次,可闻波的频率在16-20000HZ 之间)。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。

小型超声波清洗机图

小型超声波清洗机参考图

 

超声波的两个主要参数:

    频率:F≥20KHz(在实际应用中因为效果相似,通常把F≥15KHz的声波也称为超声波)

    功率密度:p=发射功率(W)/发射面积(cm2),通常p≥0。3w/cm2

   在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗,其原理可用“空化”现象来解释:超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时,其功率密度为0.35w/cm2,这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压,但实际上无负压存在,因此在液体中产生一个很大的压力,将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超声波压强反向达到最大时破裂,由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。太小的声强 无法产生空化效应。

   次声波指:人们对声波最敏感的频率是2000Hz,高于和低于2000Hz时,人们的听力会下降,根据人听力的这一特性,将20000Hz以上的声波称为超声波,将20Hz以下 的声波称为次声波,将20-20000Hz的声波称为音频声波。
      总之声波、超声波、次声波之间的主要区别就是频率的不同。

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