聲學的一個部分。研究超聲波的產生、傳播、接收和作用的學科。研究超聲波在生產技術中的應用以及有關的量度技術和儀器設備的學科稱為超聲技術。如利用超聲進行切削、焊接、鉆孔、清洗機件、凝聚塵霧、促進化學反應、處理植物種子、醫(yī)療診斷、探索魚群、測量海深、自動導航、無損檢測以及測定液體的粘度、流量等。
超聲學是聲學的一個重要分支或組成部分。它以研究超聲在各種物質中產生、傳播、接收及與物質的相互作用、產生的各種效應和應用為主要內容。聲波屬于機械波,是機械振動在彈性媒質中的傳播,F(xiàn)代聲學已涵蓋了從10-4—1014Hz的頻率范圍,相當于從大約3小時振動一次的次聲到波長短于固體中原子間距的分子熱振動,即跨越了1018量級的寬廣頻段。這也意味著,現(xiàn)在,人們已經掌握了幾乎任意頻率聲波產生與測量研究的近代技術。
從頻率范圍而言,超聲是指頻率高于可聽聲頻率范圍的聲。根據對人耳的統(tǒng)計規(guī)律,在聲學中,規(guī)定可聽聲的頻率上限為2×104Hz.因而概括地說,超聲是頻率高于20KHz.的聲波。若再具體一點說,超聲頻段中,頻率高于108Hz的超聲稱為特超聲。特別是其中108—1012Hz頻段,因與電磁波譜中的微波頻段相對應,故又稱為微波超聲。
從功率范圍而言,連續(xù)波超聲一般在毫瓦—幾十千瓦范圍。脈沖波超聲可擴充為幾分之一毫瓦—幾兆瓦。相應地,從聲強角度看,聚焦連續(xù)波超聲在液體中,因受空化的限制,上限約可達幾十千瓦每平方厘米;而聚焦脈沖超聲在焦斑中心,甚至可達幾十兆瓦每平方厘米。顯見,超聲學包含了從線性學到非線性聲學大跨度動態(tài)范圍豐富的研究內容。
再從傳播媒質而言,超聲在氣體、液體、固體、固熔體等物質中,均能有效地傳播。而在這些媒質中,不同頻率、功率、強度的超聲波,都具有其獨特的傳播特性的傳播性及效應,因而也有其相應的研究內容及廣泛的應用。
超聲學是一門應用性和邊緣性很強的學科,從它一百多年來的發(fā)展可以看出,超聲學是隨著它在國防、工農業(yè)生產、醫(yī)學、基礎研究等領域中應用的不斷深入而得到發(fā)展的。它不斷借鑒電子學、材料科學、光學、固體物理等其他學科的內容,而使自己更加豐富。同時,超聲學的發(fā)展又為這些學科的發(fā)展提供了一些重要器件和行之有效的研究手段。如超聲探傷和超聲成像技術都是借鑒了雷達的原理和技術而發(fā)展起來的,而超聲的發(fā)展又為電子學、光電子學、雷達技術的發(fā)展提供了超聲延遲線、濾波器、卷積器、聲光調制器等重要的體波和表面波器件。
但是,超聲學仍是一門年輕的學科,其中存在著許多尚待深入研究的問題,對許多超聲應用的機理還未徹底了解,況且實踐還在不斷地向超聲學提出各種新的課題,而這些問題的不斷提出和解決,都已表明了超聲學是在不斷向前發(fā)展。
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