我們知道，當物體振動時會發出聲音。科學家們將每秒鐘振動的次數稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲。聲波頻率為20～20，000赫茲時，我們人類耳朵能夠聽到；當聲波的振動頻率大于20000赫茲或小于20赫茲時，我們便聽不見了。我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱為“超聲波”。由于超聲波的頻率高，因此具有以下特點： （a）方向性好（幾乎沿直線傳播），能量易于集中； 

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

（c）在媒質中傳播時能產生巨大的作用力，如在液體介質中傳播時，可在界面上產生強烈的沖擊和空化現象。 二、超聲波的應用 

超聲效應已廣泛用于實際，主要有如下幾方面： ①超聲檢驗： 

超聲波的波長比一般聲波要短，具有較好的方向性，而且能透過不透明物質，這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術。超聲成像是利用超聲波呈現不透明物內部形象的技術。把從換能器發出的超聲波經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（如對聲波的反射、吸收和散射的能力），經聲透鏡匯聚在壓電接收器上， 所得電信號輸入放大器，利用掃描系統可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術已在醫療檢查方面獲得普遍應用，在微電子器件制造業中用來對大規模集成電路進行檢查，在材料科學中用來顯示合金中不同組分的區域和晶粒間界等。聲全息術是利用超聲波的干涉原理記錄和重現不透明物的立體圖像的聲成像技術，其原理與光波的全息術基本相同，只是記錄手段不同而已（見全息術）。用同一超聲信號源激勵兩個放置在液體中的換能器，它們分別發射兩束相干的超聲波：一束透過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產生的衍射效應而獲得物的重現像，通常用攝像機和電視機作實時觀察。 ②超聲處理： 

利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應，可進行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等，在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛應用。   ③基礎研究： 

超聲波作用于介質后，在介質中產生聲弛豫過程，聲弛豫過程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運過程，并在宏觀上表現出對聲波的吸收（見聲波）。通過物質對超聲的吸收規律可探索物質的特性和結構，這方面的研究構成了分子聲學這一聲學分支。普通聲波的波長遠大于固體中的原子間距，在此條件下固體可當作連續介質。但對頻率在1012赫以上的特超聲波 ，波長可與固體中的原子間距相比擬，此時必須把固體當作是具有空間周期性的點陣結構。點陣振動的能量是量子化的，稱為聲子（見固體物理學）。特超聲對固體的作用可歸結為特超聲與熱聲子、電子、光子和各種準粒子的相互作用。對固體中特超聲的產生、檢測和傳播規律的研究，以及量子液體——液態氦中聲現象的研究構成了近代聲學的新*域。 具體的應用實例如： 一、超聲波空泡煉油 

液體內部產生的強超聲波引發出高能量密集式空泡群,空泡爆炸時,在微小的空間內瞬間產生高達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,大分子碳氫化合物分解為小分子的碳氫化合物；原料中硫的有機化物在超聲波與空泡作用下,其C-S鍵發生斷裂,轉變為中間烯烴、正烷烴、芳烴和硫化氫。生成的烯烴在超聲波熱解過程中轉變為正烷烴和芳烴。含硫份高的重油大分子轉化為低硫小分子的汽油和柴油。少量沒有轉化或轉化程度低的剩余物用于制備高品質瀝青。 二、超聲波提取生物納米（超聲波化學合成法） 

超聲波化學反應中，起關鍵作用的是聲波的空化效應，在超聲波的輻照過程中，在液體里將發生空化氣泡的形成，長大和崩滅，當空化氣泡崩滅時產生一個覆蓋著的強壓力脈沖，產生許多獨特的性質，例如產生高達5000K的高溫，大于200Mpa的壓力，以及高達1010K/p的降溫速度，這就是超聲波化學合成的能量來源，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Pd2，還原起促進作用的規類，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）注射用醫藥物質的分散——將磷脂類與膽固醇混合用適當方法與藥物混 合在水溶液中，經超聲分散，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。如金雞納樹皮中全部生物堿用一般方法侵出需5小時以上，采用超聲分散只要半小時即可完成。 

（3）制備混懸劑——在超聲空化和強烈攪拌下，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“靜注喜樹堿混懸劑”“肝臟造影劑”、“硫酸鋇混懸劑”。 

（4）制備疫苗——將細胞或病毒借助于超聲分散將其殺死以后，再用適當方法制成疫苗。 四、超聲波對化妝品的分散為了更進一步提取藥物精華和粒子微細化，并節約生產成本，達到分散、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，發揮藥物的效力和作用，采用超聲波乳化可達到非常理想的效果。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1um以下。 五、超聲波對酒的醇化—催陳技術 #p#分頁標題#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形容酒的珍貴，一瓶上世紀的陳酒，標價幾萬元，其價格的含義在于時間的存放上。酒的主要控制因素是化學變化即酸的形成，并進一步酯化，酯參與乙醇和水的締合。剛出廠的酒含有戍醇，有辛辣味，這種氣味要經過很長時間才能化解，這個緩慢變化稱酒的醇化。用功率1.6KW，頻率17.5~22KHZ的超聲波處理5~10min，可使酒的老熟時間縮短1/3到1/2。 六、超聲波在塑料焊接方面的應用 

當超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會產生每秒幾萬次的高頻振動，這種達到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由于焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。又由于塑料導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當超聲波停止作用后，讓壓力持續幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料強度。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調節的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個量相互作用有個適宜值，能量超過適宜值時，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**佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的**佳壓力之積。 

超聲波塑料焊接的常用方法有： 

1、熔接法：超聲波振動隨焊頭將超聲波傳導**焊件，由于兩焊件處聲阻大，因此產生局部高溫，使焊件交界面熔化。在一定壓力下，使兩焊件達到美觀、快速、堅固的熔接效果。  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，經高速振動，使金屬物直接埋入成型塑膠內，同時將塑膠熔化，其固化后完成埋插。 

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

人的耳朵所能接受的聲音域從16到20000赫茲。當聲音的頻率達到25到8200 赫茲的時候，能感覺到振動低于16赫茲的聲音稱為低音，高于20000 赫茲的為超聲波。20多年前，科學家開始認真研究聲音對人體的影響，結果發現了超聲波對內臟器官的有害作用。彈電吉他手關節和手指受到損害 原來，長期受20000赫茲以上的聲音的影響，會引起人體組織輕微發熱。當頻率高到超聲波或更高時，發熱越來越厲害。結果，體內水分子被燒，周圍的組織遭破壞。超聲波如果不受控制更加危險，會引起溢血、炎癥和關節炎。高頻樂器，如電吉他，在演奏時發出大量的超聲波。這樣，樂手的手關節和手指受到損害。 

因為有衣服，身體受到的損害較小。有時把電吉他放在彎曲的膝蓋上，也會影響到膝蓋。大功率的高強度的超聲波持續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。超聲波是一種振動機械波。講個通俗的例子，當有人給你輕輕捶背你感覺舒服，但重擊你時你感到疼痛甚**傷害。  超聲波的益處 

超聲治療學是超聲醫學的重要組成部分。超聲治療時將超聲波能量作用于人體病變部位，以達到治療疾患和促進機體康復的目的。在全球，超聲波廣泛運用于診斷學、治療學、工程學、生物學等*域。賽福瑞家用超聲治療機屬于超聲波治療學的運用范疇。  

超聲波清洗原理清洗的超聲波應用原理是由超聲波發生器發出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質，清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡（空化核）在聲場的作用下振動，當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，在氣泡閉合時產生沖擊波，在其周圍產生上千個大氣壓力，破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中，當團體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達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，即將超聲波發射到人體內，當它在體內遇到界面時會發生反射及折射，并且在人體組織中可能被吸收而衰減。因為人體各種組織的形態與結構是不相同的，因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同，醫生們正是通過器所反映出的波型、曲線，或影象的特征來辨別它們。此外再結合解剖學知識、正常與病理的改變，便可診斷所檢查的器官是否有病。  

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

利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應，可進行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等，在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛應用。  超聲波細胞粉碎機應用實例 1、超聲波提取 #p#分頁標題#e#

生物納米（超聲波化學合成法）超聲波化學反應中，起關鍵作用的是聲波的空化效應，在超聲波的輻照過程中，在液體里將發生空化氣泡的形成，長大和崩滅，當空化氣泡崩滅時產生一個覆蓋著的強壓力脈沖，產生許多獨特的性質，例如產生高達5000K的高溫，大于200Mpa的壓力，以及高達1010K/p的降溫速度，這就是超聲波化學合成的能量來源，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Pd2，還原起促進作用的規類，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）注射用醫藥物質的分散——將磷脂類與膽固醇混合用適當方法與藥物混合在水溶液中，經超聲分散，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。如金雞納樹皮中全部生物堿用一般方法侵出需5小時以上，采用超聲分散只要半小時即可完成。 

 （3）制備混懸劑——在超聲空化和強烈攪拌下，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“靜注喜樹堿混懸劑”“肝臟造影劑”、“硫酸鋇混懸劑”。 （4） 制備疫苗——將細胞或病毒借助于超聲分散將其殺死以后，再用適當方法制成疫苗。