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超聲波的發明的故事挺厚的

發布時間:2021-09-23 13:35:36

① 誰知道關於超聲波的故事啊急啊!

超聲波的故事

小 爐 匠

話說公元一九五八年,神州大地一片狂熱。從日產千噸鋼,畝產萬斤糧開始,工農兵學商都在大放『衛星』。科學界里的衛星也不少了,比如論證畝產萬斤糧的可行性,建三門峽大壩的好處等等,已有多文論述這里就不提了。這里要說個沒多少人注意的小衛星:超聲波技術之推廣。當時,經常有人提到要把這個或那個東西「超一超」,好像能點石成金一樣。記得我識字的時候,中小學生讀的《我們愛科學》雜志就曾刊登過一篇叫《神奇的魔棍》的幻想故事。這魔棍就是一袖珍超聲波發生器,能夠把污水變為汽水。那時汽水對小學生來說可絕對是奢侈品,要到春遊的時候才能幾個人湊錢喝一瓶。因此,在我的心目中超聲是一種神力,對其崇拜是大人們不能想像的。這里要講的是一個大人的故事,它完全是真實的,只不過像其它口述歷史一樣被演義化了。
那是六十年代初,正是超聲波運動熱火朝天的時候。有人說它能幫助煉鋼,縮短出鋼的時間,又有人說它能提高煤的產熱量,提高發電的效率。看來都有些實際數據支持,可卻沒有一個統一的理論來解釋。那時先父作為一名物理學家,參加了氫彈研製中的一個小課題,因此他平時雖在中關村的物理所上班,卻每隔一個星期就到「鄉下」去出幾天差。實際上是去京郊良鄉的原子能所工作。去良鄉要乘科學院的班車,那時乘車和現在秩序差不多,車一來大夥兒一擁而上,把車門堵得死死的。家父頗有些舊知識分子的斯文,不但不跟著去擠,反而站在後面,用渾厚的男低音勸說大家不要急 「越擠上車越慢,排好隊上得才快」。 在一次熱火朝天的上車過程中,他突然象阿基米德洗澡、牛頓挨蘋果砸一樣的頓悟。超聲波的理論就在這擠車的場景中展現。他認為在化學反應時許多分子競爭一個反應物的結合位點,這種競爭可能使結合減慢,從而減慢反應速度,就好像大家擠車門一樣。超聲的作用可以使分子一張一弛地接觸反應位點,就可能提高結合的機率,好象有秩序地上車速度快一樣。這一理論是對是錯另當別論,但它確實可以對諸如鋼水中碳的氧化率,煤炭燃燒是否完全,以及化肥合成速度等看似不相關的問題給出一個共同的解釋。因此當家父把他的想法在學術會議上一講,竟然合者甚眾。從此也得了一個「超聲理論家」的虛名。
最使家父得意,並多次在我們三兄弟面前誇口的是,北朝鮮派了一位副首相來,口口聲聲要「請老師吃飯」並在席間親耳聆聽家父理論一番。
可實際上北朝同志興師動眾派一位副首相來並不是為了聽空頭理論,而是另一番原委。原來當時在原子能所有幾位敢想敢乾的年青人,把鈾礦石拿來「超一超」,想藉此提高鈾235的分離效率。不成想『超』過的鈾礦石的放射性竟比沒超過的高了不少。他們又用本無放射性的水晶礦石來試驗,竟發現『超』過的水晶也產生了微弱的放射性。這一成果報到了上面,受到高度重視。一位留過洋並主持原子彈研製的大科學家這時也認為超聲能夠打破原子核。這可是個超級大衛星啊,上面指示一定要保守機密。等咱們研究清楚了再說。那時候對美國大鼻子,蘇聯老毛子,印度纏頭阿三之類保密都比較簡單。那時候只要長得像外國人,想到西山都不行,別說接近原子基地了。可是百密必有一疏,競被有著鮮血之誼的朝鮮兄弟探到了風聲。這不,副首相就是奔著這個來的。
家父當時是否在這絕密衛星的圈內,他從未提過。但他很善談,常常開口千言離題萬里。組織上派他和那副首相的一番會晤,可謂用心良苦。想必他絕未泄露國家機密。否則在不久後文革中一定會受到嚴厲的清算。我們也就會知道的。
但是在副首相無功而返之後家父卻對這件事來了興趣。他來到原子能所,讓放這顆大衛星的年輕人表演給他看看。爾等拿出一塊鈾礦石,在蓋革計數器(一種測量放射性強度的儀器)下先測出放射性強度。然後打開超生波發生器,把礦石「超」了一遍。之後再放到蓋革計數前去測量,果然聽見噼噼啪啪聲音不斷,表明『超』後放射性增強了許多。幾位年輕人又拿來一片水晶,先放在計數器下,只聽見幾聲零星的嗶剝,幾乎沒有放射性。然後再照樣『超』了幾分鍾,再拿去測,嗶啵聲(放射性)果然強了不少。
家父看到這里,突然象明白了什麼,馬上叫他們在水晶片上塗了一層凡士林油膏,再拿去『超』。超完往計數器下一放,只聽噼噼啪啪,好似青菜倒進滾油鍋,計數器的指針打到標度之外,放射性強之又強。父親一見,又讓他們用鈾礦石重新作一次實驗,超前測測,超後再測測。然後用水沖沖再測。結果雖然『超』後的放射性明顯增加,但用水一沖就回到了『超』前的水平。這時父親才胸有成竹地道出了超聲加強放射性的秘密:原來當時的超聲波發生器是土製的「簧片哨」,也就是用壓縮空氣強力吹過一個哨子樣的裝置,產生音調極高,人耳聽不見的超聲波。當礦石放在哨子下時,不僅受到了超聲,同時也被強烈的氣流吹著。這原子能所成天和放射性礦石打交道,灰塵中也有許多放射性微粒。往礦石上一吹,就在其表面沾上許多放射性微粒,當然可以增加礦石的放射性,也能讓原來沒有放射性的水晶染上放射塵埃,呈現出放射性來。父親大概在第一眼看他們比較鈾礦石和水晶時就有了這想法。水晶表面光潔,只能沾上很少的塵埃,放射性就弱;鈾礦石表面粗糙,能沾上很多塵埃,也就顯出較強的放射性,於是他叫把水晶塗上凡士林,油膏可以粘上大量灰塵,果然就出現比鈾礦還高的放射性。而用水沖洗鈾礦石可以洗掉塵埃,也就洗去了放射性。
整個過程也就是那麼幾分鍾,一顆諾貝爾物理獎級的「大衛星」就隕落了。我想家父那時的表情絕對是帥呆了。這種「溫酒斬華雄」的事,一個人一生也遇不到幾回吧。之後我問他為什麼可以瞬間看破那麼多人都深信不疑的實驗結果。他說,從物理的基本知識來說,超聲波的能量和打破原子核所需的能量差上好多個數量級呢。他還說幾個年輕人的幼稚還有情可原,但那位留過洋的首席科學家犯這種低級錯誤就奇怪了,也許他根本就沒看過實驗,就拿這項成果去報功,所以才沒有機會去懷疑氣流的秘密。
幾十年過去了。如果父親錯了,今天的物理教科書上絕對會有『超聲核裂變』一章。咱中國的物理學家也會得一回諾貝爾獎。但這些都沒有發生。 歷史是經常會重復的。1990年度,美國科學家搞出的『冷聚變』熱核反應和這故事的水平差不多,但誠實的美國科學家們花了大量時間去重復這實驗,一年多以後才塵埃落定,普遍否定了冷聚變的可能性。但現在還有些不信邪的日本科學家在堅持研究。

② 超聲波是誰發明

自19世紀末到20世紀初,在物理學上發現了壓電效應與反壓電效應之後,人們解決了利用電子學技術產生超聲波的辦法,從此迅速揭開了發展與推廣超聲技術的歷史篇章。
1922年,德國出現了首例超聲波治療的發明專利;
1939年發表了有關超聲波治療取得臨床效果的文獻報道。
40年代末期超聲治療在歐美興起,直到1949年召開的第一次國際醫學超聲波學術會議上,才有了超聲治療方面的論文交流,為超聲治療學的發展奠定了基礎。1956年第二屆國際超聲醫學學術會議上已有許多論文發表,超聲治療進入了實用成熟階段。

③ 超聲波的由來

超聲波是超過人能聽到的最高頻(2萬赫茲)的聲波,可廣泛用在各技
術部門.超聲波的發現源於義大利.18世紀時,義大利教士,生物學家斯帕
蘭扎尼揭示了蝙蝠能在黑暗中飛行自如的奧秘:它是用超聲波確定障礙物的
位置的.超聲波的運用源於英國.20世紀50年代,英國格拉斯哥醫生唐納
德發現,超聲波可用來探測孕婦腹中胎兒的情況.今醫生借超聲波可觀察,
監視母腹中胎兒的位置,生長發育和活動情況,並及早確定是否雙胞胎或胎
兒畸形.超聲波亦能用於診斷膽結石,肝腫大及眼球,胰腺,乳房,腎等臟
器的病變.此外,利用超聲波還可進行金屬探傷,航海探測等.

④ 運用超聲波的事例

超聲波:
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於人體病變部位,以達到治療疾患和促進機體康復的目的。
在全球,超聲波廣泛運用於診斷學、治療學、工程學、生物學等領域。賽福瑞家用超聲治療機屬於超聲波治療學的運用范疇。
(一)工程學方面的應用:水下定位與通訊、地下資源勘查等
(二)生物學方面的應用:剪切大分子、生物工程及處理種子等
(三)診斷學方面的應用:A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等
(四)治療學方面的應用:理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等
超聲波的特點:
1、超聲波在傳播時,方向性強,能量易於集中。
2、超聲波能在各種不同媒質中傳播,且可傳播足夠遠的距離。
3、超聲與傳聲媒質的相互作用適中,易於攜帶有關傳聲媒質狀態的信息(診斷或對傳聲媒質產生效應。(治療)
超聲波是一種波動形式,它可以作為探測與負載信息的載體或媒介(如B超等用作診斷);超聲波同時又是一種能量形式,當其強度超過一定值時,它就可以通過與傳播超聲波的媒質的相互作用,去影響,改變以致破壞後者的狀態,性質及結構(用作治療

超聲波是聲波大家族中的一員。
聲波是物體機械振動狀態(或能量)的傳播形式。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動。譬如,鼓面經敲擊後,它就上下振動,這種振動狀態通過空氣媒質向四面八方傳播,這便是聲波。
超聲波是指振動頻率大於20KHz以上的,人在自然環境下無法聽到和感受到的聲波。
頻率高於人的聽覺上限(約為20000赫)的聲波,稱為超聲波,或稱為超聲。
超聲波在媒質中的反射、折射、衍射、散射等傳播規律,與可聽聲波的規律並沒有本質上的區別。但是超聲波的波長很短,只有幾厘米,甚至千分之幾毫米。與可聽聲波比較,超聲波具有許多奇異特性:傳播特性——超聲波的波長很短,通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍,因此超聲波的衍射本領很差,它在均勻介質中能夠定向直線傳播,超聲波的波長越短,這一特性就越顯著。功率特性——當聲音在空氣中傳播時,推動空氣中的微粒往復振動而對微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強度下,聲波的頻率越高,它所具有的功率就越大。由於超聲波頻率很高,所以超聲波與一般聲波相比,它的功率是非常大的。空化作用——當超聲波在液體中傳播時,由於液體微粒的劇烈振動,會在液體內部產生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合,會使液體微粒之間發生猛烈的撞擊作用,從而產生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用,會使液體的溫度驟然升高,起到了很好的攪拌作用,從而使兩種不相溶的液體(如水和油)發生乳化,並且加速溶質的溶解,加速化學反應。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應稱為超聲波的空化作用。
頻率高於2×104赫的聲波。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製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製成的電聲換能器等。
超聲效應 當超聲波在介質中傳播時,由於超聲波與介質的相互作用,使介質發生物理的和化學的變化,從而產生一系列力學的、熱的、電磁的和化學的超聲效應,包括以下4種效應:
①機械效應。超聲波的機械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散。當超聲波流體介質中形成駐波時,懸浮在流體中的微小顆粒因受機械力的作用而凝聚在波節處,在空間形成周期性的堆積。超聲波在壓電材料和磁致伸縮材料中傳播時,由於超聲波的機械作用而引起的感生電極化和感生磁化。
②空化作用。超聲波作用於液體時可產生大量小氣泡。一個原因是液體內局部出現拉應力而形成負壓,壓強的降低使原來溶於液體的氣體過飽和,而從液體逸出,成為小氣泡。另一原因是強大的拉應力把液體「撕開」成一空洞,稱為空化。空洞內為液體蒸氣或溶於液體的另一種氣體,甚至可能是真空。因空化作用形成的小氣泡會隨周圍介質的振動而不斷運動、長大或突然破滅。破滅時周圍液體突然沖入氣泡而產生高溫、高壓,同時產生激波。與空化作用相伴隨的內摩擦可形成電荷,並在氣泡內因放電而產生發光現象。在液體中進行超聲處理的技術大多與空化作用有關。
③熱效應。由於超聲波頻率高,能量大,被介質吸收時能產生顯著的熱效應。
④化學效應。超聲波的作用可促使發生或加速某些化學反應。例如純的蒸餾水經超聲處理後產生過氧化氫;溶有氮氣的水經超聲處理後產生亞硝酸;染料的水溶液經超聲處理後會變色或退色。這些現象的發生總與空化作用相伴隨。超聲波還可加速許多化學物質的水解、分解和聚合過程。超聲波對光化學和電化學過程也有明顯影響。各種氨基酸和其他有機物質的水溶液經超聲處理後,特徵吸收光譜帶消失而呈均勻的一般吸收,這表明空化作用使分子結構發生了改變。
超聲應用 超聲效應已廣泛用於實際,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於超聲波探傷、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,在微電子器件製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。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乾的超聲波:一束透過被研究的物體後成為物波,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、鑽孔、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。超聲波作用於介質後,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,並在宏觀上表現出對聲波的吸收。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於固體中的原子間距,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。特超聲對固體的作用可歸結為特超聲與熱聲子、電子、光子和各種准粒子的相互作用。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領域——量子聲學。

⑤ 人類根據超聲波發明了什麼

超聲波是頻率高於20000赫茲的聲波,它方向性好,穿透能力強,易於獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用於測距,測速,清洗,焊接,碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大約等於人的聽覺上限而得名。 理論研究表明,在振幅相同的條件下,一個物體振動的能量與振動頻率成正比,超聲波在介質中傳播時,介質質點振動的頻率很高,因而能量很大.在我國北方乾燥的冬季,如果把超聲波通入水罐中,劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴,再用小風扇把霧滴吹入室內,就可以增加室內空氣濕度.這就是超聲波加濕器的原理.咽喉炎.氣管炎等疾病,呼喚斤年時斤百 很難血流到達患病的部位.利用加濕器的原理,把葯液霧化,讓病人吸入,能夠提高療效.利用超聲波巨大的能量還可以使人體內的結石做劇烈的受迫振動而破碎,從而減緩病痛,達到治癒的目的。超聲波在醫學方面應用非常廣泛,像現在的彩超、B超、碎石(例如膽結石、腎結石之類的)等。

⑥ 人類用超聲波發明了什麼要5種

人類用超聲波發明了不少東西,在工業儀錶行業就有:
超聲波液位計,
超聲波泥位計,
超聲波密度計,
超聲波濃度計,
超聲波地形地貌掃描,
超聲波成像,
超聲波測漏儀,
超聲波測厚儀,
超聲波探傷儀,

⑦ 超聲波的由來是什麼

超聲波是超過人能聽到的最高頻(2萬赫茲)的聲波,可廣泛應用在各技術部門。超聲波的發現源於義大利。18世紀時,義大利教士、生物學家斯帕蘭扎尼揭示了蝙蝠能在黑暗中飛行自如的奧秘:它是用超聲波確定障礙物的位置的。超聲波的運用源於英國。20世紀50年代,英國格拉斯哥醫生唐納德發現,超聲波可用來探測孕婦腹中胎兒的情況。今醫生藉助超聲波可觀察、監視母腹中胎兒的位置,生長發育和活動情況,並及早確定是否雙胞胎或胎兒畸形。超聲波亦能用於診斷膽結石、肝腫大及眼球、胰腺、乳房、腎臟等器官的病變。此外,利用超聲波還可進行金屬探傷、航海探測等。

⑧ 科學家從蝙蝠的什麼發明了超聲波

科學家從蝙蝠的嘴裡發出的一種聲音發現了超聲波。

蝙蝠夜裡飛行時,嘴裡不斷發出一種聲音,遇到障礙物時,這種聲波就被反射回來,蝙蝠的耳朵可以接收這種聲波,從而繞開障礙物,繼續飛行。

(8)超聲波的發明的故事挺厚的擴展閱讀:

超聲波的頻率高於20000赫茲,它的方向性好,穿透能力強,易於獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大於人的聽覺上限而得名。

科學家們將每秒鍾振動的次數稱為聲音的頻率,它的單位是赫茲(Hz)。我們人類耳朵能聽到的聲波頻率為20Hz-20000Hz。因此,我們把頻率高於20000赫茲的聲波稱為「超聲波」。通常用於醫學診斷的超聲波頻率為1兆赫茲-30兆赫茲。

物體機械振動狀態(或能量)的傳播形式。超聲波是指振動頻率大於20000Hz以上的,其每秒的振動次數(頻率)甚高,超出了人耳聽覺的一般上限(20000Hz),人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。

由於其頻率高,因而具有許多特點:首先是功率大,其能量比一般聲波大得多,因而可以用來切削、焊接、鑽孔等。再者由於它頻率高,波長短,衍射不嚴重,具有良好的定向性,工業與醫學上常用超聲波進行超聲探測。

超聲和可聞聲本質上是一致的,它們的共同點都是一種機械振動模式,通常以縱波的方式在彈性介質內會傳播,是一種能量的傳播形式,其不同點是超聲波頻率高,波長短,在一定距離內沿直線傳播具有良好的束射性和方向性1兆Hz=10^6Hz,即每秒振動100萬次,可聞波的頻率在16-20000HZ 之間)。

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