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超聲波（Ultrasonic Wave） 是指頻率高于人類聽(tīng)覺(jué)范圍（>20 kHz）的聲波，屬于機(jī)械振動(dòng)波，需通過(guò)介質(zhì)（如固體、液體、氣體）傳播。以下是其核心要點(diǎn)：
1. 基本特性
頻率范圍：
人類可聽(tīng)聲波：20 Hz ~ 20 kHz
超聲波：20 kHz ~ 10 MHz（工業(yè)常用 20 kHz~1 MHz）
更高頻段（>1 GHz）稱為 特超聲（Hypersound）。
傳播特性：
方向性強(qiáng)：高頻波束不易擴(kuò)散，適合精準(zhǔn)探測(cè)（如超聲波成像）。
穿透能力：在固體、液體中傳播距離遠(yuǎn)，氣體中衰減快。
反射與折射：遇到不同介質(zhì)界面會(huì)反射（如B超成像原理）。
2. 產(chǎn)生方式
超聲波通常由 壓電換能器（Piezoelectric Transducer） 產(chǎn)生：
壓電效應(yīng)：對(duì)石英、陶瓷（如PZT）等材料施加電壓，使其振動(dòng)產(chǎn)生超聲波。
逆壓電效應(yīng)：接收超聲波時(shí)，振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)（用于探測(cè)）。
3. 主要應(yīng)用領(lǐng)域
(1) 工業(yè)領(lǐng)域
無(wú)損檢測(cè)（NDT）：檢測(cè)金屬裂紋、焊接缺陷（如超聲波探傷儀）。
清洗：利用空化效應(yīng)（Cavitation）去除精密零件污漬（頻率 20~40 kHz）。
焊接：塑料/金屬的超聲波焊接（如手機(jī)外殼封裝）。
(2) 醫(yī)療領(lǐng)域
超聲成像（B超、彩超）：通過(guò)反射波生成體內(nèi)器官圖像（2~18 MHz）。
治療：碎石（沖擊波）、物理治療（促進(jìn)組織修復(fù)）。
(3) 其他應(yīng)用
測(cè)距與傳感：超聲波雷達(dá)（如汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)、無(wú)人機(jī)避障）。
生物學(xué)：聲吶（蝙蝠、海豚導(dǎo)航）、驅(qū)蟲(chóng)設(shè)備（>25 kHz）。
4. 超聲波 vs 普通聲波
| 特性 | 超聲波 | 可聽(tīng)聲波 |
|---|---|---|
| 頻率 | >20 kHz | 20 Hz~20 kHz |
| 傳播距離 | 遠(yuǎn)（固體/液體中） | 較近（易被空氣吸收） |
| 能量密度 | 高（可集中用于切割/焊接） | 低 |
| 人類感知 | 不可聽(tīng) | 可聽(tīng) |
5. 安全注意事項(xiàng)
高強(qiáng)度超聲波可能對(duì)細(xì)胞或組織造成損傷（如工業(yè)設(shè)備需防護(hù)）。
醫(yī)療診斷用的低功率超聲波通常無(wú)害。
