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波的性质与波的图像、波的现象与声波
一. 教学内容：
1. 波的性质与波的图像
2. 波的现象与声波
【要点扫描】
波的性质与波的图像
（一）机械波
1、定义：机械振动在介质中传播就形成机械波．
2、产生条件：（1）有做机械振动的物体作为波源．（2）有能传播机械振动的介质．
3、分类：①横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直．凸起部分叫波峰，凹下部分叫波谷
②纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一直线上．质点分布密的叫密部，疏的部分叫疏部，液体和气体不能传播横波。
4. 机械波的传播过程
（1）机械波传播的是振动形式和能量．质点只在各自的平衡位置附近做振动，并不随波迁移．后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。
（2）介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同．
（3）由波源向远处的各质点都依次重复波源的振动．
（二）描述机械波的量
1. 波长&：两个相邻的，在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长．在横波中，两个相邻的波峰或相邻的波谷之间的距离．在纵波中两相邻的密部（或疏部）中央间的距离，振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长
2. 周期与频率．波的频率由振源决定，在任何介质中传播波的频率不变。波从一种介质进入另一种介质时，唯一不变的是频率（或周期），波速与波长都发生变化．
3. 波速：单位时间内波向外传播的距离。v＝s/t＝&/T＝&f，波速的大小由介质决定。
（三）说明：①波的频率是介质中各质点的振动频率，质点的振动是一种受迫振动，驱动力来源于波源，所以波的频率由波源决定，是波源的频率.
波速是介质对波的传播速度．介质能传播波是因为介质中各质点间有弹力的作用，弹力越大，相互对运动的反应越灵敏，则对波的传播速度越大．通常情况下，固体对机械波的传播速度较大，气体对机械波的传播速度较小．对纵波和横波，质点间的相互作用的性质有区别，那么同一物质对纵波和对横波的传播速度不相同．所以，介质对波的传播速度由介质决定，与振动频率无关．
波长是质点完成一次全振动所传播的距离，所以波长的长度与波速v和周期T有关．即波长由波源和介质共同决定．
由以上分析知，波从一种介质进入另一种介质，频率不会发生变化，速度和波长将发生改变．
②振源的振动在介质中由近及远传播，离振源较远些的质点的振动要滞后一些，这样各质点的振动虽然频率相同，但步调不一致，离振源越远越滞后．沿波的传播方向上，离波源一个波长的质点的振动要滞后一个周期，相距一个波长的两质点振动步调是一致的．反之，相距1/2个波长的两质点的振动步调是相反的．所以与波源相距波长的整数倍的质点与波源的振动同步（同相振动）；与波源相距为1/2波长的奇数倍的质点与波源的振动步调相反（反相振动．）
（四）波的图象
（1）波的图象
①坐标轴：取质点平衡位置的连线作为x轴，表示质点分布的顺序；取过波源质点的振动方向作为y轴表示质点位移．
②意义：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移．
③形状：正弦（或余弦）．
要画出波的图象通常需要知道波长&、振幅A、波的传播方向（或波源的方位）、横轴上某质点在该时刻的振动状态（包括位移和振动方向）这四个要素．
（2）简谐波图象的应用
①从图象上直接读出波长和振幅．
②可确定任一质点在该时刻的位移．
③可确定任一质点在该时刻的加速度的方向．
④若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向．若已知某质点的振动方向，可确定波的传播方向．
⑤若已知波的传播方向，可画出在&Dt前后的波形．沿传播方向平移&Ds＝v&Dt.
波的现象与声波
（一）波的现象
1. 波的反射：波遇到障碍物会返回来继续传播的现象．
（1）波面：沿波传播方向的波峰（或波谷）在同一时刻构成的面．
（2）波线：跟波面垂直的线，表示波的传播方向．
（3）入射波与反射波的方向关系．
①入射角：入射波的波线与平面法线的夹角．
②反射角：反射波的波线与平面法线的夹角．
③在波的反射中，反射角等于入射角；反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同．
（4）特例：夏日轰鸣不绝的雷声；在空房子里说话会听到声音更响．
（5）人耳能区分相差0.1 s以上的两个声音．
2. 波的折射：波从一种介质射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象．
（1）波的折射中，波的频率不变，波速和波长都发生了改变．
（2）折射角：折射波的波线与界面法线的夹角．
（3）入射角i与折射角r的关系
v1和v2是波在介质I和介质Ⅱ中的波速．i为I介质中的入射角，r为Ⅱ介质中的折射角．
3. 波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象．
衍射是波的特性，一切波都能发生衍射．
产生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。
例如：&隔墙有耳&就是声波衍射的例证．
说明：衍射是波特有的现象．
4. 波的叠加与波的干涉
（1）波的叠加原理：在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起位移的矢量和．相遇后仍保持原来的运动状态．波在相遇区域里，互不干扰，有独立性．
（2）波的干涉：
①条件：频率相同的两列同性质的波相遇．
②现象：某些地方的振动加强，某些地方的振动减弱，并且加强和减弱的区域间隔出现，加强的地方始终加强，减弱的地方始终减弱，形成的图样是稳定的干涉图样．
说明：①加强、减弱点的位移与振幅．
加强处和减弱处都是两列波引起的位移的矢量和，质点的位移都随时间变化，各质点仍围绕平衡位置振动，与振源振动周期相同．
加强处振幅大，等于两列波的振幅之和，即A＝A1 ＋A2，质点的振动能量大，并且始终最大．
减弱处振幅小，等于两列波的振幅之差，即A＝ㄏA1－A2ㄏ，质点振动能量小，并且始终最小，若A1＝A2，则减弱处不振动．
加强点的位移变化范围：－ㄏA1 ＋A2ㄏ～ㄏA1 ＋A2ㄏ
减弱点位移变化范围：－ㄏA1－A2ㄏ～ㄏA1－A2ㄏ
②干涉是波特有的现象．
③加强和减弱点的判断．
波峰与波峰（波谷与波谷）相遇处一定是加强的，并且用一条直线将以上加强点连接起来，这条直线上的点都是加强的；而波峰与波谷相遇处一定是减弱的，把以上减弱点用直线连接起来，直线上的点都是减弱的．加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点振幅之间．
当两相干波源振动步调相同时，到两波源的路程差&Ds是波长整数倍处是加强区．而路程差是半波长奇数倍处是减弱区．
任何波相遇都能叠加，但两列频率不同的同性质波相遇不能产生干涉．
5. 多普勒效应
（1）由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象．实质是：波源的频率没有变化，而是观察者接收到的频率发生了变化．
（2）多普勒效应的产生原因
观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v通过接收者时，时间t内通过的完全波的个数为N＝vt/&，因而单位时间内通过接收者的完全波的个数，即接收频率f＝v/&．
若波源不动，观察者朝向波源以速度v2运动，由于相对速度增大而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，即
& && ，可见接收频率增大了.同理可知，当观察者背离波源运动时，接收频率将减小．
若观察者不动，波源朝向观察者以速度v1运动，由于波长变短为&&＝&－v1T，而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，即注：发生多普勒效应时，波源的真实率不发生任何变化，只是观察者接收到的频率发生了变化．
（3）相对运动与频率的关系
①波源与观察者相对静止：观察者接收到的频率等于波源的频率．
②波源与观察者相互接近：观察者接收到的频率增大．
③波源与观察者相互远离：观察者接收到的频率减小．
（二）声波
（1）空气中的声波是纵波．能在空气、液体、固体中传播．在通常情况下在空气中为340m／s，随介质、温度改变而变．
（2）人耳听到声波的频率范围：20 Hz?D20000 Hz.
（3）能够把回声与原声区分开来的最小时间间隔为0.1s
（4）声波亦能发生反射、折射、干涉和衍射等现象．声波的共振现象称为声波的共鸣．
（5）次声波：频率低于20 Hz的声波．
（6）超声波：频率高于20000 Hz的声波．
应用：声呐、探伤、打碎、粉碎、诊断等．
（7）声音的分类①乐音：好听悦耳的声音．乐音的三要素：音调（基音的频率的高低）、响度（声源的振幅大小）、音品（泛音的多少，由泛音的频率和振幅共同决定）．声强：单位时间内通过垂直于声波传播方向单位面积的能量．②噪声：嘈杂刺耳的声音，是妨碍人的正常生活和工作的声音．噪声已列为国际公害．
波的性质与波的图像
（一）机械波的理解
【例1】地震震动以波的形式传播，地震波有纵波和横波之分。
（1）图中是某一地震波的传播图，其振幅为A，波长为&，某一时刻某质点的坐标为（&，0）经1/4周期该质点的坐标是多少？该波是纵波还是横波？
A. 纵波（5&/4，0） B. 横波（&，－A）
C. 纵波（&，A） D. 横波（5&/4，A）
（2）若a、b两处与c地分别相距300 km和200 km。当C处地下15 km处发生地震，则
A. C处居民会感到先上下颠簸，后水平摇动 B. 地震波是横波
C. 地震波传到a地时，方向均垂直地面 D. a、b两处烈度可能不同
解析：（1）由题图知，该地震波为横波，即传播方向与振动方向垂直。
某质点的坐标（&，0）即为图中a点，经1/4周期，a点回到平衡位置下面的最大位移处，即位移大小等于振幅，坐标为（&，－A），（水平方向质点并不随波逐流）。 故答案为B
（2）由于地震波有横波、纵波之分，二者同时发生，传播速度不同而异，传到a、b两处，由于距离，烈度也当然不同。故答案为A、D。
（二）质点振动方向和波的传播方向的判定
（1）在波形图中，由波的传播方向确定媒质中某个质点（设为质点A）的振动方向（即振动时的速度方向）：逆着波的传播方向，在质点 A的附近找一个相邻的质点B．若质点B的位置在质点A的负方向处，则A质点应向负方向运动，反之。则向正方向运动，如图中所示，图中的质点A应向y轴的正方向运动（质点B先于质点A振动．A要跟随B振动）．
（2）在波形图中．由质点的振动方向确定波的传播方向，若质点C是沿y轴负方向运动，在C质点位置的负方向附近找一相邻的质点D．若质点D在质点C 位置x轴的正方向，则波由x轴的正方向向负方向传播：反之．则向x轴的正方向传播．如图所示，这列波应向x轴的正方向传播（质点C要跟随先振动的质点D振动）
具体方法为：①带动法：根据波的形成，利用靠近波源的点带动它邻近的离波源稍远的点的道理，在被判定振动方向的点P附近（不超过&/4）图象上靠近波源一方找另一点P/，若P/在P上方，则P/带动P向上运动，如图，若P/在P的下方，则P/带动P向下运动．
②上下坡法：沿着波的传播方向走波形状&山路&，从&谷&到&峰&的上坡阶段上各点都是向下运动的，从&峰&到&谷&的下坡阶段上各点都是向上运动的，即&上坡下，下坡上&
③微平移法：将波形沿波的传播方向做微小移动&Dx＝v?&Dt＜&/4，则可判定P点沿y方向的运动方向了．
反过来已知波形和波形上一点P的振动方向也可判定波的传播方向．
【例2】如图所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s＝30m，波沿x轴正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置，经过3s，波传播了30m，并且a经过平衡位置，b恰好到达最高点，那么
解析：因波向外传播是匀速推进的，故v＝&DS／&Dt＝10m/s，设这列波的振动周期为T，由题意知经3s，a质点由波峰回到平衡位置，可得T/4十nT/2＝3（n＝1，2&&）
另由v＝&/T得波长&＝点评：本题在写出周期T的通式时即应用了&特殊点法&，对a质点，同波峰回到平衡位置需T／4 时间，再经T/2又回到平衡位置&&，这样即可写出T的通式．当然，若考虑质点b，也能写出这样的通式（同时须注意到开始时b恰好经过平衡位置，包括向上通过平衡位置和向下通过平衡位置这两种情况）．
【例3】一列波在媒质中向某一方向传播，图所示的为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间．此列波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下列判断正确的是（ ）
A. 波源是M，由波源起振开始计时，P质点已经振动的时间为T；
B. 波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动的时间为3 T／4
C. 波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动的时间为T／4。
D. 波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动的时间为T／4
解析：若波源是M，则由于Q点的速度方向向下，在 Q点的下向找一相邻的质点，这样的质点在Q的右侧，说明了振动是由右向左传播，N点是波源，图示时刻的振动传到M点，P与M点相距&／4，则P点已经振动了T／4．故C选项正确。
点评：本题关键是由质点的运动方向确定波的传播方向，从而确定波源的位置．
（三）已知波速V和波形，画出再经&Dt时间波形图的方法．
（1）平移法：先算出经&Dt时间波传播的距离上&Dx＝V?&Dt，再把波形沿波的传播方向平移动&Dx即可．因为波动图象的重复性，若知波长&，则波形平移n&时波形不变，当&Dx＝n&＋x时，可采取去整n&留零x的方法，只需平移x即可
（2）特殊点法：（若知周期T则更简单）
在波形上找两特殊点，如过平衡位置的点和与它相邻的峰（谷）点，先确定这两点的振动方向，再看&Dt＝nT＋t，由于经nT波形不变，所以也采取去整nT留零t的方法，分别作出两特殊点经 t后的位置，然后按正弦规律画出新波形．
【例4】一列简谐横波向右传播，波速为v。沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点，如图所示。某时刻P、Q两质点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰，经过时间t，Q质点第一次运动到波谷。则t的可能值有（ ）
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
解析：由题意：&某时刻P、Q两质点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰&，符合这一条件的波形图有4个，如图所示。显然，Q质点第一次运动到波谷所需的时间t的可能值有4个。故D选项正确。
【例5】一列简谐横波在传播方向上相距为3米的两个质点P和Q的振动图象分别用图中的实线和虚线表示，若P点离振源较Q点近，则该波的波长值可能为多少？若Q点离振源较P点近，则该波的波长值又可能为多少？
分析：由图可知，T＝ 4s，P近，波由P向Q传，P先振动，Q后振动，Dt＝kt＋3T/4，所以，SPQ＝kl＋3l/4，则
k＝0，1，2L
若Q近，波由Q向P传，Q先振动，P后振动，Dt＝kt＋T/4，所以，SPQ＝kl＋l/4，则
k＝0，1，2L
波的现象与声波
【例1】一个波源在绳的左端发出半个波①，频率为f1，振幅为A1；同时另一个波源在绳的右端发出半个波②，频率为f2，振幅为A2，P为两波源的中点，由图可知，下述说法错误的是（ ）
A. 两列波同时到达两波源的中点P
B. 两列波相遇时， P点波峰值可达A1＋A2
C. 两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播
D. 两列波相遇时，绳上的波峰可达A1＋A2的点只有一点，此点在P点的左侧
解析：因两列波在同一介质（绳）中传播，所以波速相同，由图可知&1＞&2，说明它们的波峰离P点距离不等，波同时传至P点，波峰不会同时到P点，所以P点波峰值小于A1＋ A2．两列波波峰能同时传到的点应在P点左侧，所以A，D正确，B错误，又由波具有独立性，互不干扰，所以C正确．答案：B
【例2】两列振动情况完全相同的振源。s1和s2在同一个介质中形成机械波。某时刻两列波叠加的示意图如图所示，图中实线表示处于波峰的各质点，虚线表示处于波谷的各质点。图中a、b、c三点中，振动情况加强的质点有 ，振动情况减弱的质点有 。
解析：在两列波叠加的区域内，图中a点是实线与实线的交点，表明两列波都要求a点为正向位移，a点的位移是两列波位移的矢量之和，即振幅之和，是振动情况加强的质点。同样处于虚线与虚线交点的b质点，也是振动情况加强的点。只是b是处于反向最大位移（也等于两列波振幅之和）。因此处于实线与虚线交点的质点c是振动情况减弱的质点，其此刻位移为零。
本题叠加的两列波是波长（频率）相同的两列波，满足干涉的条件。过半个周期，图中实线变为虚线，虚线变为实线。a、b仍是振动情况加强的点，c点仍是振动情况减弱的点。即a、b以两列波振幅的和为振幅振动，c点则以它们振幅之差为振幅振动，且加强点与减弱点间隔排列。
【模拟试题
1. 如图所示，（1）为某一波在t＝0时刻的波形图，（2）为参与该波动的P点的振动图象，则下列判断正确的是
A. 该列波的波速度为4m／s ；
B. 若P点的坐标为xp＝2m，则该列波沿x轴正方向传播
C. 该列波的频率可能为 2 Hz；
D. 若P点的坐标为xp＝4 m，则该列波沿x轴负方向传播；
3. 两列简谐波均沿x轴传播，传播速度的大小相等，其中一列沿x轴正方向传播，如图中实线所示。一列波沿x轴负方向传播，如图中虚线所示。这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴，则图中x＝1，2，3，4，5，6，7，8各点中振幅最大的是x＝ 的点，振幅最小的是x＝ 的点。
【试题答案
1. 解析：由波动图象和振动图象可知该列波的波长&＝4m，周期T＝1.0s，所以波速v＝&／T＝4m／s．
由P质点的振动图象说明在t＝0后，P点是沿y轴的负方向运动：若P点的坐标为xp＝2m，则说明波是沿x轴负方向传播的；若P点的坐标为 xp＝4 m，则说明波是沿x轴的正方向传播的．该列波周期由质点的振动图象被唯一地确定，频率也就唯一地被确定为f＝l／t＝0Hz．综上所述，只有A选项正确．
2. 解析：由两质点振动图象直接读出质点振动周期为4s．由于没有说明波的传播方向，本题就有两种可能性：（1）波沿x轴的正方向传播．在t＝0时，x1在正最大位移处，x2在平衡位置并向y轴的正方向运动，那么这两个质点间的相对位置就有如图所示的可能性，也就x2－x1＝（n＋1/4）&，&＝400/ （1＋4n）cm
（2）波沿x轴负方向传播．在t＝0时．x1在正最大位移处，x2在平衡位置并向y轴的正方向运动，那么这两个质点间的相对位置就有如图所示的可能性&&，x2－x1＝（n＋3/4）&，&＝400／（3＋4n）cm
3. 解析：对于x＝4、8的点，此时两列波引起的位移的矢量和为零，但两列波引起的振动速度的矢量和最大，故应是振动最强的点，即振幅最大的点。对于x＝2和 6的点，此时两列波引起的位移矢量和为零，两列波引起的振动速度的矢量和也为零，故应是振动最弱的点，即振幅最小的点。
4. 解析：在x轴上任取点C，连接CA、CB．如图所示，由图可知CB－CA&AB＝3m（由三角形任意两边之差小于第三边原理得出左式），所以（CB－ CA）的值可以取lm、2m、3m．而A、B两波源激起的水波波长为2m，则只有当（CB－CA）值为半波长的奇数倍时，两列波相遇才是减弱的，故取 lm、3m时两列波叠加后是减弱的，由于是在x轴上从－&到＋&范围内寻找，以及关于y轴对称的关系，故减弱点共有3个．
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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。科学家们将每秒钟的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此，我们把频率高于20000赫兹的声波称为&超声波&。通常用于医学诊断的超声波频率为1兆赫兹-30兆赫兹。理论研究表明，在振幅相同的条件下，一个物体振动的能量与振动频率成正比，超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大.在中国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气湿度，这就是的原理。如咽喉炎、气管炎等疾病，很难利用血流使药物到达患病的部位，利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够提高疗效。利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的而破碎，从而减缓病痛，达到治愈的目的。超声波在医学方面应用非常广泛，可以对物品进行杀菌消毒。
外文名称 supersonic
功率密度 p≥0.3w/cm2
所属学科 物理
率 F≥20KHz
应用领域 医学、军事、工业、农业
超声波是频率高于20000的声波，在实际应用中又分为功率超声波及检测超声波。它方向性好，能力强，易于获得较集中的声能，在密度较大的固体及液体中传播距离远，可用于测距、工业探伤、医用B超声、清洗、焊接、钻孔、碎石、杀菌消毒等。科学家们将每秒钟的次数称为声音的频率，它的单位是(Hz)。我们人类能听到的声波频率为20Hz～20000。当声波的振动频率小于20Hz或大于20000Hz时，我们便听不见了。因此，我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1兆赫兹～10兆赫兹。理论研究表明，在相同的条件下，一个物体振动的能量与振动频率成正比，超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大.在中国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气湿度，这就是超声波加湿器的原理。如咽喉炎、等疾病，很难利用血流使药物到达患病的部位，利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够提高疗效。利用超声波巨大的能量还可以使内的结石做剧烈的受迫振动而破碎，从而减缓病痛，达到治愈的目的。超声波在医学方面应用非常广泛，像现在的彩超、、碎石（例如、、 之类）,还能破坏结构，对物品进行杀菌消毒。
声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动形式。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。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。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，目前腹部超声成象所用的频率范围在 2~5兆Hz之间，常用为3~3.5兆Hz（每秒振动1次为1Hz，1兆Hz=10^6Hz,即每秒振动100万次，可闻波的频率在16－20，000HZ 之间）。超声波在媒质中的反射、、、等传播规律，与可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性──超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，该特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，且加速溶质的溶解，加速。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。频率高于2×10千赫兹的声波。研究超声波的产生、传播、接收，以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。产生超声波的装置有机械型超声发生器（例如气哨、汽笛和液哨等）、利用和电磁作用原理制成的电动超声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。
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≥15K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。
超声波清洗原理
清洗的超声波应用原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质，清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡（空化核）在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中，当团体被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化，固体粒子即脱离，从而达到清洗件表面净化的目的。
医学超声波检查的工作原理与声纳有一定的相似性，即将超声波发射到人体内，当它在体内遇到界面时会发生反射及折射，并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的，因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同，医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线，或影象的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变，便可诊断所检查的器官是否有病。目前，医生们应用的超声诊断方法有不同的形式，可分为A型、B型、M型及D型四大类。A型：是以波形来显示组织特征的方法，主要用于测量器官的径线，以判定其大小。可用来鉴别病变组织的一些物理特性，如实质性、液体或是气体是否存在等。B型：用平面图形的形式来显示被探查组织的具体情况。检查时，首先将人体界面的反射信号转变为强弱不同的光点，这些光点可通过荧光屏显现出来，这种方法直观性好，重复性强，可供前后对比，所以广泛用于、泌尿、消化及心血管等系统疾病的诊断。M型：是用于观察活动界面时间变化的一种方法。最适用于检查的活动情况，其曲线的动态改变称为超声心动图，可以用来观察心脏各层结构的位置、活动状态、结构的状况等，多用于辅助心脏及大疫病的诊断。D型：是专门用来检测血液流动和器官活动的一种超声诊断方法，又称为多普勒超声诊断法。可确定血管是否通畅、管腔是否狭窄、闭塞以及病变部位。新一代的D型超声波还能定量地测定管腔内血液的流量。近几年来科学家又发展了彩色编码多普勒系统，可在超声心动图解剖标志的指示下，以不同颜色显示血流的方向，色泽的深浅代表血流的流速。现在还有立体超声显象、超声CT、超声内窥镜等超声技术不断涌现出来，并且还可以与其他检查仪器结合使用，使疾病的诊断准确率大大提高。超声波技术正在医学界发挥着巨大的作用，随着科学的进步，它将更加完善，将更好地造福于人类。英国雪菲尔大学的科学家们，在实验室用罹糖尿病且衰老的老鼠为受试者，采用低强度超音波治疗创伤，结果发现：超音波能成功的促使身体愈合因子移动至伤口床，并发挥作用，且将原本需要的 9 天愈合期缩减为 6 天。同时也减少感染率。但老鼠和人体毕竟有区别，其功效仍待进一步的人体试验。
工业自动化控制
利用声波反射、、，制造超声波物位计、超声波液位计、超声波流量计等。
研究超声波的产生、传播 、接收，以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。产生超声波的装置有机械型超声发生器（例如气哨、汽笛和液哨等）、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。超声效应 当超声波在介质中传播时，由于超声波与介质的相互作用，使介质发生物理的和化学的变化，从而产生一系列的、热学的、的和化学的超声效应，包括以下4种效应：①机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时，悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处，在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时，由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化（见电介质物理学和磁致伸缩）。②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体，甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压，同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷，并在气泡内因放电而产生发光现象。在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。③热效应。由于超声波频率高，能量大，被介质吸收时能产生显著的热效应。④化学效应。超声波的作用可促使发生或加速某些化学反应。例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢；溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸；染料的水溶液经超声处理后会变色或退色。这些现象的发生总与空化作用相伴随。超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声波对光化学和电化学过程也有明显影响。各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处理后，特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸收，这表明空化作用使分子结构发生了改变。
超声效应已广泛用于实际，主要有如下几方面：
①超声检验
超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术。把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上，从试样透出的超声波携带了被照部位的信息（如对声波的反射、吸收和散射的能力），经声透镜汇聚在压电接收器上，所得电信号输入放大器，利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用，在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查，在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术，其原理与光波的全息术基本相同，只是记录手段不同而已（见全息术）。用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器，它们分别发射两束相干的超声波：一束透过被研究的物体后成为物波，另一束作为参考波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图，用激光束照射声全息图，利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像，通常用摄像机和电视机作实时观察。
②超声处理
利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等，在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。
③基础研究
超声波作用于介质后，在介质中产生声弛豫过程，声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程，并在宏观上表现出对声波的吸收（见声波）。通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构，这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。普通声波的波长远大于固体中的间距，在此条件下固体可当作连续介质。但对频率在1012赫以上的 特超声波 ，波长可与固体中的原子间距相比拟，此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的 ，称为声子（见固体物理学）。特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究，以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域。　声波是属于声音的类别之一，属于机械波，声波是指人耳能感受到的一种纵波，其频率范围为16Hz-20KHz。当声波的频率低于20Hz时就叫做次声波，高于20KHz则称为超声波声波。超声波具有如下特性：1） 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。2） 超声波可传递很强的能量。3） 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。4） 超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。超声波是声波大家族中的一员。声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。超声波是指振动频率大于20KHz以上的，人在自然环境下无法听到和感受到的声波。超声波治疗的概念：超声治疗学是的重要组成部分。超声治疗时将超声波能量作用于人体病变部位，以达到治疗疾患和促进机体康复的目的。在全球，超声波广泛运用于、治疗学、工程学、生物学等领域。赛福瑞家用超声治疗机属于超声波治疗学的运用范畴。（一）工程学方面的应用：水下定位与通讯、地下资源勘查等。（二）方面的应用：剪切大分子、生物工程及处理种子等。（三）诊断学方面的应用：A型、B型、M型、D型、双功及彩超等。（四）治疗学方面的应用：理疗、治癌、外科、、牙科等。
(一)超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。(二)超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。(三)超声波与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息诊断或对传声媒质产生效。治疗。超声波是一种波动形式，它可以作为探测与负载信息的载体或媒介如B超等用作诊断；超声波同时又是一种能量形式，当其强度超过一定值时，它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用，去影响，改变以致破坏后者的状态，性质及结构用作治疗。
一、国际方面
自19世纪末到20世纪初，在上发现了与反压电效应之后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。1922年，出现了首例超声波治疗的发明专利；1939年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。40年代末期超声治疗在欧美兴起，直到1949年召开的第一次国际医学超声波学术会议上，才有了超声治疗方面的论文交流，为超声治疗学的发展奠定了基础。1956年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表，超声治疗进入了实用成熟阶段。
二、国内方面
国内在超声治疗领域起步稍晚，于20世纪50年代初才只有少数医院开展超声治疗工作，从1950年首先在开始用800KHz频率的超声治疗机治疗多种疾病，至50年代开始逐步推广，并有了国产仪器。公开的文献报道始见于1957年。到了70年代有了各型国产超声治疗仪，超声疗法普及到全国各大型医院。40多年来，全国各大医院已积累了相当数量的资料和比较丰富的临床经验。特别是20世纪80年代初出现的超声体外机械波碎石术和超声外科，是结石症治疗史上的重大突破。如今已在国际范围内推广应用。高强度聚焦超声无创外科，已使超声治疗在当代医疗技术中占据重要位置。而在21世纪(HIFU)超声聚焦外科已被誉为是21世纪治疗肿瘤的最新技术。超声波治病机理：1．机械效应：超声在介质中前进时所产生的效应。（超声在介质中传播是由反射而产生的机械效应）它可引起机体若干反应。超声振动可引起组织细胞内物质运动，由于超声的细微按摩，使细胞浆流动、细胞震荡、旋转、摩擦、从而产生细胞按摩的作用，也称为“内按摩”这是超声波治疗所独有的特性，可以改变的通透性，刺激细胞半透膜的弥散过程，促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血缺氧状态，改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机能等。使细胞内部结构发生变化，导致细胞的功能变化，使坚硬的结缔组织延伸，松软。超声波的机械作用可软化组织，增强渗透，提高代谢，促进，刺激神经系统和细胞功能，因此具有超声波独特的治疗意义。2．温热效应：人体组织对超声能量有比较大的吸收本领，因此当超声波在人体组织中传播过程中，其能量不断地被组织吸收而变成热量，其结果是组织的自己身体的温度升高。产热过程既是在介质中转变成热能的能量转换过程。即内生热。超声温热效应可增加血液循环，加速代谢，改善局部组织营养，增强酶活力。一般情况下，超声波的热作用以骨和结缔组织为显著，脂肪与血液为最少。3．理化效应：超声的机械效应和温热效应均可促发若干物理化学变化。实践证明一些理化效应往往是上述效应的继发效应。TS-C型治疗机通过理化效应继发出下列五大作用：A.弥散作用：超声波可以提高生物膜的通透性，超声波作用后，细胞膜对钾，钙离子的通透性发生较强的改变。从而增强生物膜弥散过程，促进物质交换，加速代谢，改善组织营养。B.触变作用：超声作用下，可使凝胶转化为溶胶状态。对，肌腱的软化作用，以及对一些与组织缺水有关的病理改变。如病变和关节、肌腱、韧带的退行性病变的治疗。C.空化作用：空化形成，或保持稳定的单向振动，或继发膨胀以致崩溃，细胞功能改变，细胞内钙水平增高。成纤维细胞受激活，蛋白合成增加，血管通透性增加，血管形成加速，胶原张力增加。D.聚合作用与解聚作用：水分子聚合是将多个相同或相似的分子合成一个较大的分子过程。大分子解聚，是将大分子的化学物变成小分子的过程。可使关节内增加水解酶和原酶活性增加。E.消炎，修复细胞和分子：超声作用下，可使组织PH值向碱性方面发展。缓解炎症所伴有的局部。超声可影响血流量，产生致炎症作用，抑制并起到抗炎作用。使白细胞移动，促进血管生成。胶原合成及成熟。促进或抑制损伤的修复和愈合过程。从而达到对受损细胞组织进行清理、激活、修复的过程。量子声学。超声波还可以进行雷达探测.清洗较为精细的物品，如钟表，可以利用超声波来击碎病人体内胆结石，还可以利用超声波测距.超声波检测还用于电阻焊的焊点强度的检测。人耳可以听见的波动，其频率约在20Hz到20KHz之间，如果“波动”的频率高于此范围，则人类则无法听见，特称之为超音波。所谓“波动”即为物质中的粒子受外力作用时所产生的机械性振汤，例如将悬挂於弹簧下方的物体向下拉使弹簧伸长，然后将物体放开，则该物体受弹簧力的作用，产生一上下往复性的振动，其偏离静止位置的移动与时间的关系，即为正弦波。超声波依其波传送方向的波动方式可分为纵波，横波，表面波，蓝姆波四种。其在料件中之传送，根据能量不灭定律，音波在一种物质中传送，或由一种物质传入另一种物质时，由于受到衰减，反射及折射的作用，其能量必然愈来愈弱；但是在材料较大的部分，音压却会增大〈但因音阻抗亦变大，能量仍是减少〉，反之在疏松的部分，其音量变大。
超声波空泡炼油化学原理液体内部产生的强超声波引发出高能量密集式空泡群，空泡爆炸时，在微小的空间内瞬间产生高达一千大气压的压力和上千度的高温。在高压高温下，重油分子中C-C键断裂，大分子的碳氢化合物分解为小分子的碳氢化合物； 原料中硫的有机化物在超声波与空泡作用下，其C-S键发生断裂，转变为中间烯烃、正烷烃、芳烃和硫化氢。生成的烯烃在超声波热解过程中转变为正烷烃和芳烃。含硫份高的重油大分子转化为低硫小分子的汽油和柴油。少量没有转化或转化程度低的剩余物用于制备高品质沥青。超声波细胞粉碎机应用实例1．超声波提取生物纳米（超声波化学合成法）超声波化学反应中，起关键作用的是声波的空化效应，在超声波的辐照过程中，在液体里将发生空化气泡的形成，长大和崩灭，当空化气泡崩灭时产生一个覆盖着的强压力脉冲，产生许多独特的性质，例如产生高达5000K的高温，大于200Mpa的压力，以及高达1010K/p的降温速度，这就是超声波化学合成的能量来源，Kcap ，Okitso等将0.5um的oAl1/O3粉末加入到PdLN.2N3Cl.3H20溶液中，再加入一种对Pd2，还原起促进作用的规类，然后用20Khz的超声波辐照，在Al2O2表面合成出10nm左右的Pd纳米粒子。2．超声波制药1． 注射用医药物质的分散——将磷脂类与胆固醇混合用适当方法与药物混合在水溶液中，经超声分散，可以得到更小粒子（0.1um左右）供。2． 草药提取——利用超声分散破坏植物组织，加速溶剂穿透组织作用，提高中草药有效成分提取率。如金鸡纳树皮中全部生物碱用一般方法侵出需5小时以上，采用超声分散只要半小时即可完成。3． 制备混悬剂——在超声空化和强烈搅拌下，将一种固体药物分散在含有表面活性剂的水溶液中，可以形成1um左右口服或静脉注射混悬剂。例“静注喜树碱混悬剂”“肝脏”、“硫酸钡混悬剂”。4． 制备疫苗——将细胞或病毒借助于超声分散将其杀死以后，再用适当方法制成疫苗。3．超声波对化妆品的分散为了更进一步提取药物精华和粒子微细化，并节约生产成本，达到分散、乳化效果，使化妆品更深入渗透到肌肤里层，让肌肤很好的吸收，发挥药物的效力和作用，采用超声波乳化可达到非常理想的效果。采用超声分散，则不需要使用乳化剂，就能使蜡及石蜡乳化、化妆水等油的微粒子分散。石腊在水中分散的粒子直径可达1um以下。4．超声波对酒的醇化—催陈技术一瓶美酒以它的酒味醇厚，绵软柔和、芳香浓郁为人青睐，人们常用陈年老酒来形容酒的珍贵，一瓶上世纪的陈酒，标价几万元，其价格的含义在于时间的存放上。酒的主要控制因素是化学变化即酸的形成，并进一步酯化，酯参与乙醇和水的缔合。刚出厂的酒含有戍醇，有辛辣味，这种气味要经过很长时间才能化解，这个缓慢变化称酒的醇化。用功率1.6KW，频率17.5~22KHZ的超声波处理5~10min，可使酒的老熟时间缩短1/3到1/2。
由于超声波清洗速度快、质量好，又能大大降低环境污染，因此，超声波清洗技术正在越来越多的工业部门中得到应用。超声波在电子行业的应用电子行业是超声波清洗应用最早，最为普及的行业。电子零件的清洗：电子零件，如管的壳座、IC的壳座、晶体的壳座、继电器的壳座、电子管座等。电子元器件的基体清洗：电子元器件的基体是由半导体材料制成并封装在金属或塑料壳座中形成的，在封装前，不但对壳座必须清洗，而且也必须对基体进行清洗，如IC芯片、、晶体、半导体、原膜电路等。PCB板的清洗：中国电子行业中，绝大多数企业都在使用PCB，PCB组件焊接采用的助焊剂分为水溶型、松香型和免清洗型三类，使用较多的为前两种，多采用超声波清洗（也有不少是采用酒精刷洗），免清洗型原则上应该不清洗，但是，目前世界各国的大多数厂家即使采用免清洗型焊剂焊接组件，仍需要清洗。特别是高密度PCB以及高密度IC出脚不清洗或不采用超声波清洗，必将导致高密度线路之间和IC出脚之间吸附尘埃，一旦环境湿度大，极易发生高密度线间和脚间短路而出现故障，而一旦环境干燥，短路故障又自行消失，这类故障又不易查找。所以世界各国的电子整机厂均坚持对PCB板作超声波清洗。在中国，军工电子整机厂已开始推广，并收到了因此举既提高了产品可靠性，又降低了售后服务成本的双重效益。接插件、连接件、转接器等器件的生产中，电镀和组装前也必须清洗，否则吸附在这些组装零件上的灰尘、油污必将影响其导电和绝缘性能，特别是一些复杂的多芯连接器尤其如此。电子材料加工成型后的清洗：如晶片、硅片、压电陶瓷片等电子材料是供给元器件厂家的产品，其产品出厂前必须清洗，特别是作出口业务的厂家，其产品清洗成为一大难题，超声波清洗是最有效的途径。超声波清洗在机电行业中的应用机电行业中，从机械零件到机械部件，从电器零件到电器部件都有清洗的要求，如齿轮、曲轴乃至齿轮箱，又如电器零件上机械和电器的组合件，还有一些精密机械零件和电器零件，这些都离不开清洗，大多数企业采用的是传统的清洗方法，诸如浸润清洗、喷淋清洗。这种清洗方法不但劳动强度大，而且易造成环境污染和水资源浪费。目前，不少企业开始进行技术改造，采用超声波清洗以消除传统清洗的弊端，特别是一些形状复杂的机械零件，是传统清洗所无能为力的。超声波清洗在制药工业的应用超声波清洗技术经过众多制药企业的应用而得到广泛使用，特别是对西林瓶、口服液瓶、安瓶、大输液瓶的清洗以及对丁基胶塞、天然胶塞的清洗方面，已经得到首肯。对于瓶类的清洗，是用超声波清洗技术代替原有的毛刷机，它经过翻转注水、超声清洗、内外冲洗、空气吹干、翻转等流程而实现的。超声波清洗在轻纺行业中的应用轻工行业，如空调、冷柜、冰箱中的压缩机；钟表零件、手表元件等；纺织行业，如精密纺织器材、喷丝嘴等；珠宝行业，如金银首饰、珠宝玉器等，都需要清洗，有些零件、部件和组件，如压缩机、喷丝嘴等或形状复杂，或盲孔、微孔，只能由超声波清洗，有些规模生产厂甚至采用超声波链式或升降式成套设备。超声波清洗在表面处理行业的应用表面处理是轻工行业的组成部分，包含机械零件、金属和非金属机箱柜涂覆、光学玻璃或镜片镀膜等，电镀前后或涂覆前的清洗采用超声波清洗技术已成为一种新的典型工艺，特别是军工中的一些多芯插座，因质量要求必须进行电镀，而电镀后其质量要求多芯之间必须绝缘，往往因电镀后致使多芯间不绝缘，采用丙酮、酒精等方法浸润清洗后测试其阻值要求无穷大，但达不到质量要求，而采用超声波清洗，经烘干后，则完全达到质量要求。将超声波直接引入电镀还可提高镀液的匀度和镀层的密度。超声波除油将黏附有油污的制件放在除油液中，并使除油过程处于一定频率的超声波场作用下的除油过程，称为超声波除油。引入超声波可以强化除油过程、缩短除油时间、提高除油质量、降低化学药品的消耗量。尤其对复杂外形零件、小型精密零件、表面有难除污物的零件及绝缘材料制成的零件有显著的除油效果，可以省去费时的手工劳动，防止零件的损伤。超声波除油的效果与零件的形状、尺寸、表面油污性质、溶液成分、零件的放置位置等有关，因此，最佳的超声波除油工艺要通过试验确定。超声波除油所用的频率一般为30kHz左右。零件小时，采用高一些的频率；零件大时，采用较低的频率。超声波是直线传播的，难以达到被遮蔽的部分，因此应该使零件在除油槽内旋转或翻动，以使其表面上各个部位都能得到超声波的辐照，受到较好的除油效果。另外超声波除油溶液的浓度和温度要比相应的化学除油和电化学除油低，以免影响超声波的传播，也可减少金属材料表面的腐蚀。超声波清洗技术在磷化处理中的应用产品喷涂前处理工艺非常重要，一般的传统工艺使用酸液对工件进行处理，对环境污染较重，工作环境较差，同时，最大的弊端是结构复杂零件酸洗除锈后的残酸很难冲洗干净。工件喷涂后，时间不长，沿着夹缝出现锈蚀现象，破坏涂层表面，严重影响产品外观和内在质量。超声波清洗技术应用到涂装前处理后，不仅能使物体表面和缝隙中的污垢迅速剥落，而且涂装件喷涂层牢固不会返锈。超声波清洗在铁路段修领域的应用中国铁道部《三机检修规程》以及铁路系统的一些段修技术规程都涉及到清洗。超声波清洗在铁路系统的应用较为普遍，但用于对列车空调机组、柴油发动机组、机车散热器等大型设备的不拆御清洗则是一个崭新的课题。中国检修客车的车辆段，采用超声波清洗设备对列车空调的不拆御清洗实为首创之举。其劳动强度的减低、清洗质量的提高、环境保护成本的降低、文明生产、现场管理水平的提升，均开创了一个新的局面，但目前的普及水平很低。超声波清洗在军事装备领域的应用军事装备不外乎光、机、电类装备或光、机、电一体化装备，军事装备在储备状态下，储存于军事仓库，这些装备在储备、训练、演习状态均免不了尘埃、污垢的吸附、污染，特别是一些复杂的兵器装备靠人工擦拭保养，难度较大，而一旦采用超声波清洗技术保养兵器装备，问题就迎刃而解。《中国电子报》 文/杜水源超声清洗器的作用：超声波清洗器是一种无损无污染的清洗设备。它是利用超声波在液体中的空化作用，产生非常强大的能量，将污粒从物体上剥落以达到清洗之目的；同时超声波在液体化学反应中还能起到加速溶解和乳化作用，并能有效的脱去液体中的气体。超声波清洗在电镀、喷涂前工艺应用产品喷涂前处理工艺非常重要，一般的传统工艺使用酸液对工件进行处理，对环境污染较重，工作环境较差，同时，最大的弊端是结构复杂零件酸洗除锈后的残酸很难冲洗干净。工件喷涂后，时间不长，沿着夹缝出现锈蚀现象，破坏涂层表面，严重影响产品外观和内在质量。超声波清洗技术应用到涂装前处理后，不仅能使物体表面和缝隙中的污垢迅速剥落，而且涂装件喷涂层牢固不会返锈。　利用超声波在液体中产生的空化效应，可以清洗掉工件表面沾附的油污，配合适当的清洗剂，可以迅速地对工件表面实现高清洁度的处理。　电镀工艺，对工件表面清洁度要求较高，而超声波清洗技术是能达到此要求的理想技术。利用超声波清洗技术，可以替代溶剂清洗油污；可以替代电解除油；可以替代强酸浸蚀去除碳钢及低合金钢表面的铁锈及氧化皮。　对几种常见的工件表面状况，用超声波清洗工艺情况简介：1．抛光件表面抛光膏的清洗一般情况下，抛光膏常常采用石蜡调合，石蜡分子量大，熔点较高，常温下呈固态，是较难清洗的物质，传统的办法是采用有机溶剂清洗或高温碱水煮洗有许多弊病。采用超声波清洗则可使用水基清洗剂，在中温条件下，几分钟内将工件表面彻底清洗干净，常用工艺流程是：①浸泡→②超声波清洗→③清水（净水）漂洗。2．表面有油及少量锈的冷轧钢板冷轧钢板表面一般有油、污或少量铁锈，要洗干净比较容易，但经一般方法清洗后，工件表面仍残留一层非常细薄的浮灰，影响后续加工质量，有时不得不再采用强酸浸泡的办法去除这层浮灰。而采用超声波清洗并加入适当的清洗液，可方便快捷地实现工件表面彻底清洁，并使工件表面具有较高的活性，有时甚至可以免去电镀前酸浸活化工序。3．表面有氧化皮和黄锈的工件　传统的办法是采用盐酸或硫酸浸泡清洗。如采用超声波综合处理技术，可以快捷地在几分钟内同时去除工件表面的油、锈、并避免了因强酸清洗伴随产生的氢脆问题。超声波在塑料焊接方面的应用超声波塑料焊接机原理：当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积。超声波塑料焊接的方法1．熔接法：超声波振动随焊头将超声波传导至焊件，由于两焊件处声阻大，因此产生局部高温，使焊件交界面熔化。在一定压力下，使两焊件达到美观、快速、坚固的熔接效果。2．埋植(插)法：螺母或其它金属欲插入塑料工件。首先将超声波传至金属，经高速振动，使金属物直接埋入成型塑胶内，同时将塑胶熔化，其固化后完成埋插。3．铆接法：欲将金属和塑料或两块性质不同的塑料接合起来，可利用超声波铆接法，使焊件不易脆化、美观、坚固。4．点焊法：利用小型焊头将两件大型塑料制品分点焊接，或整排齿状的焊头直接压于两件塑料工件上，从而达到点焊的效果。5．成型法：利用超声波将塑料工件瞬间熔化成型，当塑料凝固时可使金属或其它材质的塑料牢固。6．切除法：利用焊头及底座的特别设计方式，当塑料工件刚射出时，直接压于塑料的枝干上，通过超声波传导达到切除的效果。超声波金属焊接的原理超声波金属焊接是19世纪30年代偶然发现的。当时在作电流点焊加超声振动试验时，发现不通电流也能焊接上，因而发展了超声金属冷焊技术。超声波焊接虽然发现较早，但是到目前为止，其作用机理还不是很清楚。它类似于摩擦焊，但有区别，超声焊接时间很短，温度低于再结晶；它与压力焊也不相同，因为所加的静压力比压力焊小的多。一般认为在超声波焊接过程中的初始阶段，切向振动出去金属表面的氧化物，并是粗糙表面的突出部分产生反复的微焊和破坏的过程而使接触面积增大，同时使焊区温度升高，在焊件交界面产生塑性变形。这样在接触压力的作用下，相互接近到原子引力能够发生作用的距离时，即形成焊点。焊接时间过长，或超声波过大会使焊接强度下降，甚至破坏。超声波金属焊接原理，现国际上并无公论。超声波金属焊接的特点超声波金属焊接的特点是：不需要焊剂和外加热，不因受热而变形，没有残余应力，对焊件表面的焊前处理要求不高。不但同类金属，而且异类金属之间也可以焊接。可以将薄片或细丝焊接在厚板上。超声焊接良导电体的能量比电流焊接少的多，常用于或集成电路的引线的焊接。用于药物和易爆材料的密封焊时，能避免一般焊接因有溶解物体而污染药品，不会因受热而发生爆炸等等。超声波金属焊接的应用按国际通行的用途，超声波金属焊有 四大系列：点焊、滚焊、封切、线束，广泛应用于：汽车、制冷、太阳能、电池、电子等各个领域超声波金属焊接适用产品：　　A.动力电池多层正、负极焊接；镍氢电池镍网与镍片焊接B.锂电池、聚合物电池铜箔与镍片焊接；铝箔与铝片焊接；铝片与镍片焊接C.汽车线束；电线头成型；电线互焊；多条电线互焊成线结；铜、铝线转换D.电线、电缆与名种电子元件、接点、连接器、端子焊接E.、平板太阳能吸热板、铝塑复合管滚焊，铜、铝板拼接F.电磁开关、无熔丝开关等大电流接点、触点、异种金属片的焊接G.冰箱、空调等行业铜管封尾；真空器件铜、铝管封切可水、气密超声波美容的原理超声波是指频率超过2万以上，不能引起正常人听觉的机械振动波，该振动波具有机械作用、温热作用和化学作用。超声波美容仪利用超声波的三大作用，在人体面部进行治疗， 以达到美容目的。机械作用：超声波功率强、能量大，作用于面部可以使皮肤细胞随之振动，产生微细的按摩作用，改变细胞容积，从而，改善局部血液和淋巴液的循环，增强细胞的通透性，提高组织的新陈代谢和再生能力，软化组织，刺激神经系统及细胞功能，使皮肤富有光泽和弹性。温热作用：通过超声波的温热作用，可以提高皮肤表面的温度，使血液循环加速，增加皮肤细胞的养分，使神经兴奋性降低，起到镇痛的作用，使痉挛的 肌纤维松弛，起到解痉的作用。超声波的热是内生热，热量的79%～82%被血液自作用区运走，18%～21%由热传导而分散至临近组织中，因此，病人无明 显热感觉。化学作用：超声波可以加强催化能力，加速皮肤细胞的新陈代谢，使组织pH值向碱性方向变化，减轻皮肤炎症伴有的酸中毒及疼痛。超声波可以提高细 胞膜的通透性，使营养素和药物解聚，利于皮肤吸收营养，利于药物透入菌体，提高杀菌能力。超声波美容仪的具体功能如下：软化血栓，消除“红脸”。用于脸部微细变形、血液循环障碍引起的面部红丝、红斑，以及因螨虫感染而引起的面部红斑或酒渣鼻。超声波美容仪在使用时应注意以下几点：探头热的程度不代表声波输出功率的多少，太热易灼伤皮肤；浓度过小的水剂药物，不宜直接渗透，否则易引起皮肤干燥；使用时，探头不能从眼球经过，上眼皮不能按摩；孕妇及严重患者不能使用。2.适应症：①消除暗疮及愈合疤痕。②改善皮肤质地，并帮助药物吸收。③消除皮肤如：外伤后，化学剥脱术后，激光治疗后色素沉着。④淡化，暗斑，雀斑等。⑤消除皮肤细小皱纹，和黑眼圈。⑥治疗皮肤硬化症及蛇皮病。超声波捕鱼机工作原理为发射超声波电场，主要针对水中一切动物的大脑,刺激,心脏和呼吸系统，使其在水中严重缺氧，浮出水面，达到最佳捕捉效果，并能将深底层的动物击昏浮出水面任意捕捞(时过五分钟复活),捕大留小，不影响鱼类的繁殖生长。该机专门对会水中冷血动物，对人体及热血动物绝对安全。厂家主要生产基地中国设备厂家目前主要集中在的广州、、东莞，的苏州、常州，浙江富阳等主要生产基地。
基本介绍超声波清洗机由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质，清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增大，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压，破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而黏附在 清洗件表面是，油被乳化，固体粒子及脱离，从而达到清洗件净化的目的。超声波清洗是基於空化作用，即在清洗液中无数气泡快速形成并迅速内爆。由此产生的冲击将浸没在清洗液中的工件内外表面的污物剥落下来。随着超声频率的提高，气泡数量增加而爆破冲击力减弱，因此，高频超声特别适用於小颗粒污垢的清洗而不破环其工件表面。产品特点空化作用：空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时，液体中产生真空核群泡的现象，在压缩力作用时，真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力，由此剥离被清洗物表面的污垢，从而达到精密洗净目的。超声波如何完成清洗工作：超声波清洗是利用超声波在液体中的社会化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中，空化作用和直进流作用应用得更多。采用超声波清洗的优势：相比其他多种的清洗方式，显示出了巨大的优越性，尤其在专业化、集团化的生产企业中，己逐渐用超声波清洗机取代了传统的浸洗、刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸气清洗等工艺方法，超声波清洗机的高效率和高清洁度，得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击疚，所以很容易将带有复杂外形，内腔和细空的零部件清洗干净，对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程，在超声波作用下只需两三分钟即可完成，其速度比传统方法可提高几倍，甚至几十倍，清洁度也能达到高标准，这在许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合，更突出显示了用其他处理方法难以达到或不可取代的结果。参数规格超声波频率：42,000 Hz内胆材料：（SUS303）容量：600 ml ( 1 pint )时间控制：3-分钟Auto Cut-off：AC 220 ~ 240V,50 / 60 Hz功率：35 W包装尺寸：265 x 170 x 185 mm ( L x W x H )内胆尺寸：160 x 100 x 55 mm ( L x W x H )尺寸：210 x 150 x 140 mm ( L x W x H )N.W：1.00 kgG.W：1.21 kg1)TH-100B台式数控超声波清洗机2)TH-200台式超声波清洗机3)TH-300BQ台式超声波清洗机4)TH-400BQG高功率超声波清洗机5)TH-500BQH恒温数控超声波清洗机6)TH-600BQE数控双频超声波清洗机7)TH-800V型超声波移液管清洗机8)TH-800BY 医用超声波清洗机9)THL-Ⅱ型超声波滤芯清洗机10)THL-I 型超声波钛棒清洗机主要用途1．超声波清洗机的用途：1．家庭应用：日常使用的物品如金银珠宝、首饰、头饰、胸针、眼镜、表链、水笔、光碟、刮须刀、梳子、牙刷、假牙、茶具等还有奶瓶、奶咀及水果如葡萄、樱桃、草莓，这些饰物、工具和水果在被清洗的同时还进行了消毒杀菌，另外手部也可用超声波进行美容护肤，长期使用可保持皮肤幼嫩润滑充满弹性。利用威固特超声波清洗器还可以进行调酒、香醇酒类、自动搅拌鸡蛋等。2．眼镜、光学仪器：一切光学镜片，如各种眼镜（包括隐形眼镜）、、望远镜、显微镜、相机、摄像机等之镜头零件等经威固特超声波清洗后，所有世间真情尽显无遗。3．玉石、饰物加工行业：在研磨抛光等加工过程中，大量粉尘污物会沾附在玉石、饰物上，而这些工件往往形状复杂，缝隙又多，传统的清洗方法常常一筹莫展，而威固特超声波清洗器则独到奇效。4．钟表、精密仪器：有了威固特超声波清洗器，钟表、精密仪器免除了逐一拆装螺丝、齿轮、游丝发条、表链等的麻烦，只须把外壳卸下，整个放进装有相应清洗剂（如汽油）的清洗槽内，便可以取得事半功倍的清洗效果。5．银行、办公室、财务、工艺美术、广告行业、办公用品：如打印机、喷头、针笔、钢笔、画笔、喷咀、喷雾器经常堵塞，印章也常常因印泥的沾附而模糊不清，常用威固特超声波清洗器可保流畅清晰。如结合适量洗洁精或其他清洗剂会有更好效果。6．通信器材、电器维修：手机、对讲机、随身听等电器的精密线路板、零配件利用威固特超声波清洗机结合无水酒精清洗，可得到极佳的无尘无污染完全彻底的清洗效果。7．医疗单位、院校：各种如手术器具、牙科的假牙、牙模、照视镜、化验室实验的烧杯试管等的清洗，各类药剂试剂的混和、化合均可提高效率、提高清洁净度、加速化学反应和缩短时间。8．送礼佳品：每逢佳节或如开展览会、招待会、联谊会、校友会、评奖会等需筹备礼品、纪念品、奖品时，洁康超声波清洗机以其独特的产品创意，别致的方便型包装，新颖独特的清洗方式，显著而多用的功效。让您不再为挑选礼品而左右为难，因为清洗、杀菌、美容护肤多功能合而为一体的威固特牌超声波清洗机实为新一代的送礼佳品。2．桌面式超声波清洗应用的主要领域：在所有的清洗方式中，超声波清洗是效率最高、效果最好的一种，之所以超声波清洗能够达到如此的效果，是与它独特的工作原理和清洗方法密切相关的。我们知道，在生产和生产当中，需要清洁的东西很多，需要清洗的种类和环节也很多，如：物件的清除污染物，疏通细小孔洞，常见的手工清洗方法对异型物件以及物件隐蔽处无法达到要求，即使是蒸汽清洗和高压水射流清洗也无法满足对清洁度较高的需求，超声波清洗对物件还能达到杀灭细菌、溶解有机污染物、防止过腐蚀等，因此，超声波清洗被日益广泛应用于各行各业。1．机械行业：防锈油脂的去除；量具的清洗；机械零部件的除油除锈；发动机、化油器及汽车零件的清洗；过滤器、滤网的疏通清洗等。尤其在铁路行业，对列车车厢空调的除油去污、对列车车头各部件的除锈、除油、防锈，非常适合。2．表面处理行业：电镀前的除油除锈；离子镀前清洗；磷化处理；清除积炭；清除氧化皮；清除抛光膏；金属工件表面活化处理等。3．仪器仪表行业：精密零件的高清洁度装配前的清洗等。4．电子行业：印刷线路板除松香、焊斑；高压触点等机械电子零件的清洗等。5．医疗行业：医疗器械的清洗、消毒、杀菌、实验器皿的清洗等。6．半导体行业：半导体晶片的高清洁度清洗。7．钟表首饰行业：清除油泥、灰尘、氧化层、抛光膏等。8．化学、生物行业：实验器皿的清洗、除垢。9．光学行业：光学器件的除油、除汗、清灰等。10．纺织印染行业：清洗纺织锭子、喷丝板、拉丝板等。11．石油化工行业：金属滤网的清洗疏通、化工容器、交换器的清洗等。12．其他：感光材料制造、造纸、某些食品领域的液体消泡（去除溶解的空气）。主要应用：珠宝行：项链、耳环、手镯、钱币、剃须刀头、钟表、笔尖、钱币、徽章、五金零件眼镜行：眼镜、镜片、玻璃、 隐型眼镜附件等其它：假牙、打印机墨头、证章、餐具超声波清洗剂技术特点清洗效果好，清洁度高且全部工件清洁度一致。清洗速度快，提高生产效率，不须人手接触清洗液，安全可靠。对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净。对工件表面无损伤，节省溶剂、热能、工作场地和人工。超声波清洗方式超过一般以的常规清洗方法，特别是工件的表面比较复杂，象一些表面凹凸不平，有盲孔的机械零部件，一些特别小而对清洁度有较高要求的产品如：钟表和精密机械的零件，电子元器件，电路板组件等，使用超声波清洗都能达到很理想的效果。超声清洗的原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质—清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相同的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合。在这种被称为“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成超过1000大气压的瞬间高压，连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面，使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面净化的目的。超声波清洗的作用机理主要有以下几个方面：因空化泡破灭时产生强大的冲击波，污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来、分散、乳化、脱落。因为空化现象产生的气泡，由冲击形成的污垢层与表层间的间隙和空隙渗透，由于这种小气泡和声压同步膨胀，收缩，象剥皮一样的物理力反复作用于污垢层，污垢层一层层被剥离，气泡继续向里渗透，直到污垢层被完全剥离。这是空化二次效应。超声波清洗中清洗液超声对污垢的冲击。超声加速化学清洗剂（RT-808超声波清洗剂）对污垢的溶解过程，化学力与物理力相结合，加速清洗过程。
1） 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。2） 超声波可传递很强的能量。3） 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。4） 超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。
清洗效果好，清洁度高且全部工件清洁度一致、清洗速度快，提高生产效率，不须人手接触清洗液，安全可靠、对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净、对工件表面无损伤，节省溶剂、热能、工作场地和人工。超声波清洗方式超过一般以的常规清洗方法，特别是工件的表面比较复杂，象一些表面凹凸不平，有盲孔的机械零部件，一些特别小而对清洁度有较高要求的产品如：钟表和精密机械的零件，电子元器件，电路板组件等，使用超声波清洗都能达到很理想的效果。超声清洗的原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质—清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相同的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡。从而达到清洗目的。超声波我们人类是听不到的，它的频率高于人耳所能接受的频率
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