學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精備課資料一、關于次聲波的幾點說明次聲波又稱亞聲波，其頻率低于聲波的頻率，頻率范圍大致是10—4HZ～20HZ次聲波雖不能引起人們聽覺器官的感覺,但它對人類仍具有潛在應用價值，相對于聲波和超聲波來講，次聲波的研究和應用還處于起步階段,因而大家習慣稱之為聲波中的“小字輩”。（一)次聲波的產生和特點雖然次聲波看不見、聽不見，可它卻無處不在，地震、火山爆發、風暴、海浪沖擊、槍炮發射、熱核爆炸等都會產生次聲波，科學家借助儀器可以“聽到”它。次聲波的傳播速度和可聞聲波相同，由于次聲波頻率很低，大氣對其吸收甚小，當次聲波傳播幾千千米時，其吸收還不到萬分之幾,所以它傳播的距離較遠，能傳到幾千米至十幾萬千米以外.1883年8月,南蘇門答臘島和爪哇島之間的克拉卡托火山爆發，產生的次聲波繞地球三圈，全長十多萬分里,歷時108h,1961年，蘇聯在北極圈內新地島進行梳試驗激起的次聲波繞地球轉了35圈。次聲波還具有很強的穿透能力,可以穿透建筑物，掩蔽所、坦克、船只等障礙物,7000HZ的聲波用一張紙即可阻擋，而7HZ的次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土,地震或炸爆炸所產生的次聲波可將岸上的房屋摧毀,次聲波如果和周圍物體發生共振，能放出相當大的能量,如4HZ～8HZ的次聲能在人的腹腔里產生共振,可使心臟出現強烈共振和肺壁受損。（二）次聲波的應用從20世紀50年代起，核武器的發展對次聲學的建立起了很大的推動作用，使得對次聲接收、抗干擾方法、定位技術、信號處理和傳播等方面的研究都有了很大的發展,次聲的應用也逐漸受到人們的注意,其實，次聲的應用前景十分之闊，大致有以下幾個方面。1.研究自然次聲的特性和產生機制，預測自然災害性事件，例如臺風和海浪摩擦產生的次聲波，由于它的傳播速度遠快于臺風移動速度，因此,人們利用一種叫“水母耳"的儀器，監測風暴發出的次聲波，即可在風暴到來之前發出警報，利用類似方法,也可通情達理報火山爆發、雷暴等自然災害。2.通過測定自然或人工產生的次聲在大氣中傳播的特性,可探測某些在規模氣象過程的性質和規律.如沙塵暴、龍卷風及大氣中電磁波的擾動等。3.通過測定人和其他生物的某些器官發生的微弱次聲的特性，可以了解人體或其他生物相應器官的活動情況，例如人們研制出的“次聲波診療儀”可以檢查人體器官工作是否正常。4.次聲在軍事上的應用.處用次聲的強穿透性制造出能穿透坦克、裝甲車的武器，次聲武器一般只傷害人員,不會造成環境污染。二、超聲波的特點:1。波長短顧名思義，超聲波的頻率超過聲波的頻率在20kHz以上,目前使用的超聲波從20kHz到幾十兆赫，頻率很高,亦即波長很短。例如,水下通訊、探測聲納、超聲診斷、超聲成像以及在液體中使用的超聲波，其波長為15cm～1.5cm；金屬超聲探傷所用的波長為1.2cm～0.4cm，在氣體中使用的超聲波（如用于空氣凈化、氣象監測以及捕集懸浮微粒等）,所用的波長為17cm～7cm,同無線電波相比相當于超高頻（SHF）到極高頻（EHF）頻段。近年來還開始使用波長更短的超聲波，其頻率在10MHz以上，其波長只有幾十微米，已接近可見光的波長了.波長這樣短的超聲波，它具有類似光線的一些物理性質。（1)超聲波的傳播類似于光線，遵循幾何光學的規律，具有反射、折射現象，也能聚焦.可以利用這些性質進行測量、定位、探傷和加工處理等.（2）超聲的波長很短，與發射器、接收器的幾何尺寸相當，由發射器發射出來的超聲波不向四面八方發散，而成為方向性很強的波束波長愈短方向性愈強，因此超聲用于探傷、水下探測，有很高的分辨能力，能分辨出非常微小的缺陷或的物體.（3)能夠產生窄的脈沖，為了提高探測精度和分辨率。要求探測信號的脈沖極窄，但是一般脈沖寬度是波長的幾倍（如要產生更窄的脈沖在技術上是有困難的),超聲波波長短，因此可以作為窄脈沖的信號發生器.2。功率大（1）超聲波能夠產生并傳遞強大的能量.聲波作用于物體時,物體的分子也要隨著運動，其振動頻率和作用的聲波頻率一樣，頻率越高。分子運動速度越快，物體獲得的能量正比于分子運動速度的平方.超聲頻率高，故可以給出大的功率.例如，振幅相同的1MHz的聲波比1kHz的能量大100萬倍。（2）在液體中能產生空化現象。液體承受壓力的能力是很強的（如水壓機中的水能承受幾百個大氣壓），但是液體對拉力的反應很敏感。當超聲波作用于液體介質時,在振動處于稀疏狀態時，液體會被撕裂成很多的小空穴，這些小空穴瞬間就會閉合,小空穴閉合時能產生高達幾千個大氣壓的瞬時壓力和高達幾千攝氏度的高溫，這一現象稱為空化.這種空化現象可用于超聲清洗、超聲加速化學反應、超聲乳化、超聲粉碎等技術中.（3）能夠聚焦.超聲波的聚焦大可以使用凹面鏡和聲學棱鏡，此外還有把發射表面作成像雷達拋物面天線的形狀進行聚焦，聚焦的能量可達上萬瓦每平方厘米，能在水中產生120個大氣壓的壓力變化。由于超聲波具有上述一系列特點,因此引起了人們對它的濃厚興趣和普遍重視，并