我們知道，當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出聲音?？茖W(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱(chēng)為聲音的頻率，它的單位是赫茲。聲波頻率為20～20，000赫茲時(shí)，我們?nèi)祟?lèi)耳朵能夠聽(tīng)到；當(dāng)聲波的振動(dòng)頻率大于20000赫茲或小于20赫茲時(shí)，我們便聽(tīng)不見(jiàn)了。我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱(chēng)為“超聲波”。由于超聲波的頻率高，因此具有以下特點(diǎn)： （a）方向性好（幾乎沿直線傳播），能量易于集中； 

（b）穿透能力強(qiáng)，可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播，且可傳播足夠遠(yuǎn)的距離； 

（c）在媒質(zhì)中傳播時(shí)能產(chǎn)生巨大的作用力，如在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象。 二、超聲波的應(yīng)用 

超聲效應(yīng)已廣泛用于實(shí)際，主要有如下幾方面： ①超聲檢驗(yàn)： 

超聲波的波長(zhǎng)比一般聲波要短，具有較好的方向性，而且能透過(guò)不透明物質(zhì)，這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測(cè)厚、測(cè)距、遙控和超聲成像技術(shù)。超聲成像是利用超聲波呈現(xiàn)不透明物內(nèi)部形象的技術(shù)。把從換能器發(fā)出的超聲波經(jīng)聲透鏡聚焦在不透明試樣上，從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息（如對(duì)聲波的反射、吸收和散射的能力），經(jīng)聲透鏡匯聚在壓電接收器上， 所得電信號(hào)輸入放大器，利用掃描系統(tǒng)可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱(chēng)為超聲顯微鏡。超聲成像技術(shù)已在醫(yī)療檢查方面獲得普遍應(yīng)用，在微電子器件制造業(yè)中用來(lái)對(duì)大規(guī)模集成電路進(jìn)行檢查，在材料科學(xué)中用來(lái)顯示合金中不同組分的區(qū)域和晶粒間界等。聲全息術(shù)是利用超聲波的干涉原理記錄和重現(xiàn)不透明物的立體圖像的聲成像技術(shù)，其原理與光波的全息術(shù)基本相同，只是記錄手段不同而已（見(jiàn)全息術(shù)）。用同一超聲信號(hào)源激勵(lì)兩個(gè)放置在液體中的換能器，它們分別發(fā)射兩束相干的超聲波：一束透過(guò)被研究的物體后成為物波，另一束作為參考波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖，用激光束照射聲全息圖，利用激光在聲全息圖上反射時(shí)產(chǎn)生的衍射效應(yīng)而獲得物的重現(xiàn)像，通常用攝像機(jī)和電視機(jī)作實(shí)時(shí)觀察。 ②超聲處理： 

利用超聲的機(jī)械作用、空化作用、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，可進(jìn)行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)和進(jìn)行生物學(xué)研究等，在工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)部門(mén)獲得了廣泛應(yīng)用。   ③基礎(chǔ)研究： 

超聲波作用于介質(zhì)后，在介質(zhì)中產(chǎn)生聲弛豫過(guò)程，聲弛豫過(guò)程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運(yùn)過(guò)程，并在宏觀上表現(xiàn)出對(duì)聲波的吸收（見(jiàn)聲波）。通過(guò)物質(zhì)對(duì)超聲的吸收規(guī)律可探索物質(zhì)的特性和結(jié)構(gòu)，這方面的研究構(gòu)成了分子聲學(xué)這一聲學(xué)分支。普通聲波的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于固體中的原子間距，在此條件下固體可當(dāng)作連續(xù)介質(zhì)。但對(duì)頻率在1012赫以上的特超聲波 ，波長(zhǎng)可與固體中的原子間距相比擬，此時(shí)必須把固體當(dāng)作是具有空間周期性的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。點(diǎn)陣振動(dòng)的能量是量子化的，稱(chēng)為聲子（見(jiàn)固體物理學(xué)）。特超聲對(duì)固體的作用可歸結(jié)為特超聲與熱聲子、電子、光子和各種準(zhǔn)粒子的相互作用。對(duì)固體中特超聲的產(chǎn)生、檢測(cè)和傳播規(guī)律的研究，以及量子液體——液態(tài)氦中聲現(xiàn)象的研究構(gòu)成了近代聲學(xué)的新*域。 具體的應(yīng)用實(shí)例如： 一、超聲波空泡煉油 

液體內(nèi)部產(chǎn)生的強(qiáng)超聲波引發(fā)出高能量密集式空泡群,空泡爆炸時(shí),在微小的空間內(nèi)瞬間產(chǎn)生高達(dá)一千大氣壓的壓力和上千度的高溫。在高壓高溫下，重油分子中C-C鍵斷裂,大分子碳?xì)浠衔锓纸鉃樾》肿拥奶細(xì)浠衔铮辉现辛虻挠袡C(jī)化物在超聲波與空泡作用下,其C-S鍵發(fā)生斷裂,轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g烯烴、正烷烴、芳烴和硫化氫。生成的烯烴在超聲波熱解過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)檎闊N和芳烴。含硫份高的重油大分子轉(zhuǎn)化為低硫小分子的汽油和柴油。少量沒(méi)有轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)化程度低的剩余物用于制備高品質(zhì)瀝青。 二、超聲波提取生物納米（超聲波化學(xué)合成法） 

超聲波化學(xué)反應(yīng)中，起關(guān)鍵作用的是聲波的空化效應(yīng)，在超聲波的輻照過(guò)程中，在液體里將發(fā)生空化氣泡的形成，長(zhǎng)大和崩滅，當(dāng)空化氣泡崩滅時(shí)產(chǎn)生一個(gè)覆蓋著的強(qiáng)壓力脈沖，產(chǎn)生許多獨(dú)特的性質(zhì)，例如產(chǎn)生高達(dá)5000K的高溫，大于200Mpa的壓力，以及高達(dá)1010K/p的降溫速度，這就是超聲波化學(xué)合成的能量來(lái)源，Kcap，Okitso等將0.5um的oAl1/O3粉末加入到PdLN.2N3Cl.3H20溶液中，再加入一種對(duì)Pd2，還原起促進(jìn)作用的規(guī)類(lèi)，然后用20Khz的超聲波輻照，在Al2O2表面合成出10nm左右的Pd納米粒子。 三、超聲波制藥 （1）注射用醫(yī)藥物質(zhì)的分散——將磷脂類(lèi)與膽固醇混合用適當(dāng)方法與藥物混 合在水溶液中，經(jīng)超聲分散，可以得到更小粒子（0.1um左右）供靜脈注射。 

（2）草藥提取——利用超聲分散破壞植物組織，加速溶劑穿透組織作用，提高中草藥有效成分提取率。如金雞納樹(shù)皮中全部生物堿用一般方法侵出需5小時(shí)以上，采用超聲分散只要半小時(shí)即可完成。 

（3）制備混懸劑——在超聲空化和強(qiáng)烈攪拌下，將一種固體藥物分散在含有表面活性劑的水溶液中，可以形成1um左右口服或靜脈注射混懸劑。例“靜注喜樹(shù)堿混懸劑”“肝臟造影劑”、“硫酸鋇混懸劑”。 

（4）制備疫苗——將細(xì)胞或病毒借助于超聲分散將其殺死以后，再用適當(dāng)方法制成疫苗。 四、超聲波對(duì)化妝品的分散為了更進(jìn)一步提取藥物精華和粒子微細(xì)化，并節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到分散、乳化效果，使化妝品更深入滲透到肌膚里層，讓肌膚很好的吸收，發(fā)揮藥物的效力和作用，采用超聲波乳化可達(dá)到非常理想的效果。采用超聲分散，則不需要使用乳化劑，就能使蠟及石蠟乳化、化妝水等油的微粒子分散。石臘在水中分散的粒子直徑可達(dá)1um以下。 五、超聲波對(duì)酒的醇化—催陳技術(shù) #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

 一瓶美酒以它的酒味醇厚，綿軟柔和、芳香濃郁為人青睞，人們常用陳年老酒來(lái)形容酒的珍貴，一瓶上世紀(jì)的陳酒，標(biāo)價(jià)幾萬(wàn)元，其價(jià)格的含義在于時(shí)間的存放上。酒的主要控制因素是化學(xué)變化即酸的形成，并進(jìn)一步酯化，酯參與乙醇和水的締合。剛出廠的酒含有戍醇，有辛辣味，這種氣味要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間才能化解，這個(gè)緩慢變化稱(chēng)酒的醇化。用功率1.6KW，頻率17.5~22KHZ的超聲波處理5~10min，可使酒的老熟時(shí)間縮短1/3到1/2。 六、超聲波在塑料焊接方面的應(yīng)用 

當(dāng)超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生每秒幾萬(wàn)次的高頻振動(dòng)，這種達(dá)到一定振幅的高頻振動(dòng)，通過(guò)上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大，因此會(huì)產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時(shí)還不能及時(shí)散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個(gè)塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈，達(dá)到焊接的目的，焊接強(qiáng)度能接近于原材料強(qiáng)度。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時(shí)間等三個(gè)因素，焊接時(shí)間和焊頭壓力是可以調(diào)節(jié)的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個(gè)量相互作用有個(gè)適宜值，能量超過(guò)適宜值時(shí)，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能太大。這個(gè)**佳壓力是焊接部分的邊長(zhǎng)與邊緣每1mm的**佳壓力之積。 

超聲波塑料焊接的常用方法有： 

1、熔接法：超聲波振動(dòng)隨焊頭將超聲波傳導(dǎo)**焊件，由于兩焊件處聲阻大，因此產(chǎn)生局部高溫，使焊件交界面熔化。在一定壓力下，使兩焊件達(dá)到美觀、快速、堅(jiān)固的熔接效果。  2、埋植(插)法：螺母或其它金屬欲插入塑料工件。shou先將超聲波傳**金屬，經(jīng)高速振動(dòng)，使金屬物直接埋入成型塑膠內(nèi)，同時(shí)將塑膠熔化，其固化后完成埋插。 

 3、鉚接法：欲將金屬和塑料或兩塊性質(zhì)不同的塑料接合起來(lái)，可利用超聲波鉚接法，使焊件不易脆化、美觀、堅(jiān)固。 

人的耳朵所能接受的聲音域從16到20000赫茲。當(dāng)聲音的頻率達(dá)到25到8200 赫茲的時(shí)候，能感覺(jué)到振動(dòng)低于16赫茲的聲音稱(chēng)為低音，高于20000 赫茲的為超聲波。20多年前，科學(xué)家開(kāi)始認(rèn)真研究聲音對(duì)人體的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了超聲波對(duì)內(nèi)臟器官的有害作用。彈電吉他手關(guān)節(jié)和手指受到損害 原來(lái)，長(zhǎng)期受20000赫茲以上的聲音的影響，會(huì)引起人體組織輕微發(fā)熱。當(dāng)頻率高到超聲波或更高時(shí)，發(fā)熱越來(lái)越厲害。結(jié)果，體內(nèi)水分子被燒，周?chē)慕M織遭破壞。超聲波如果不受控制更加危險(xiǎn)，會(huì)引起溢血、炎癥和關(guān)節(jié)炎。高頻樂(lè)器，如電吉他，在演奏時(shí)發(fā)出大量的超聲波。這樣，樂(lè)手的手關(guān)節(jié)和手指受到損害。 

因?yàn)橛幸路?，身體受到的損害較小。有時(shí)把電吉他放在彎曲的膝蓋上，也會(huì)影響到膝蓋。大功率的高強(qiáng)度的超聲波持續(xù)作用于人體組織是有害的。小功率超聲波在間歇式的作用于人體組織是非常有益的。超聲波是一種振動(dòng)機(jī)械波。講個(gè)通俗的例子，當(dāng)有人給你輕輕捶背你感覺(jué)舒服，但重?fù)裟銜r(shí)你感到疼痛甚**傷害。  超聲波的益處 

超聲治療學(xué)是超聲醫(yī)學(xué)的重要組成部分。超聲治療時(shí)將超聲波能量作用于人體病變部位，以達(dá)到治療疾患和促進(jìn)機(jī)體康復(fù)的目的。在全球，超聲波廣泛運(yùn)用于診斷學(xué)、治療學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)等*域。賽福瑞家用超聲治療機(jī)屬于超聲波治療學(xué)的運(yùn)用范疇。  

超聲波清洗原理清洗的超聲波應(yīng)用原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)，清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡（空化核）在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡迅速增長(zhǎng)，然后突然閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，在其周?chē)a(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力，破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中，當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí)，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達(dá)到清洗件表面凈化的目的。 

超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性，即將超聲波發(fā)射到人體內(nèi)，當(dāng)它在體內(nèi)遇到界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射及折射，并且在人體組織中可能被吸收而衰減。因?yàn)槿梭w各種組織的形態(tài)與結(jié)構(gòu)是不相同的，因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同，醫(yī)生們正是通過(guò)器所反映出的波型、曲線，或影象的特征來(lái)辨別它們。此外再結(jié)合解剖學(xué)知識(shí)、正常與病理的改變，便可診斷所檢查的器官是否有病。  

超聲學(xué)研究超聲波的產(chǎn)生、傳播、接收，以及各種超聲效應(yīng)和應(yīng)用的聲學(xué)分支叫超聲學(xué)。產(chǎn)生超聲波的裝置有機(jī)械型超聲發(fā)生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應(yīng)和電磁作用原理制成的電動(dòng)超聲發(fā)生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應(yīng)和鐵磁物質(zhì)的磁致伸縮效應(yīng)制成的電聲換能器等。 

利用超聲的機(jī)械作用、空化作用、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，可進(jìn)行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)和進(jìn)行生物學(xué)研究等，在工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)部門(mén)獲得了廣泛應(yīng)用。  超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)應(yīng)用實(shí)例 1、超聲波提取 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

生物納米（超聲波化學(xué)合成法）超聲波化學(xué)反應(yīng)中，起關(guān)鍵作用的是聲波的空化效應(yīng)，在超聲波的輻照過(guò)程中，在液體里將發(fā)生空化氣泡的形成，長(zhǎng)大和崩滅，當(dāng)空化氣泡崩滅時(shí)產(chǎn)生一個(gè)覆蓋著的強(qiáng)壓力脈沖，產(chǎn)生許多獨(dú)特的性質(zhì)，例如產(chǎn)生高達(dá)5000K的高溫，大于200Mpa的壓力，以及高達(dá)1010K/p的降溫速度，這就是超聲波化學(xué)合成的能量來(lái)源，Kcap ，Okitso等將0.5um的oAl1/O3粉末加入到PdLN.2N3Cl.3H20溶液中，再加入一種對(duì)Pd2，還原起促進(jìn)作用的規(guī)類(lèi)，然后用20Khz的超聲波輻照，在Al2O2表面合成出10nm左右的Pd納米粒子。 2、超聲波制藥 

 （1）注射用醫(yī)藥物質(zhì)的分散——將磷脂類(lèi)與膽固醇混合用適當(dāng)方法與藥物混合在水溶液中，經(jīng)超聲分散，可以得到更小粒子（0.1um左右）供靜脈注射。 

（2）草藥提取——利用超聲分散破壞植物組織，加速溶劑穿透組織作用，提高中草藥有效成分提取率。如金雞納樹(shù)皮中全部生物堿用一般方法侵出需5小時(shí)以上，采用超聲分散只要半小時(shí)即可完成。 

 （3）制備混懸劑——在超聲空化和強(qiáng)烈攪拌下，將一種固體藥物分散在含有表面活性劑的水溶液中，可以形成1um左右口服或靜脈注射混懸劑。例“靜注喜樹(shù)堿混懸劑”“肝臟造影劑”、“硫酸鋇混懸劑”。 （4） 制備疫苗——將細(xì)胞或病毒借助于超聲分散將其殺死以后，再用適當(dāng)方法制成疫苗。