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超聲波和次聲的作用和危害

壹系列的機械、熱、電磁和化學超聲波效應,包括以下四種效應:

①機械效應。超聲波的機械作用可以促進液體的乳化和凝結。

膠的液化和固體的分散。當在超聲流體介質中形成駐波時,

由於機械力的作用,懸浮在流體中的微小顆粒在節點處凝結,

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的應用

當在材料中傳播時,超聲波和

感應磁化(參見電介質物理學和磁致伸縮)。

②氣蝕。超聲波作用於液體時,會產生大量的小氣泡。

壹個原因是液體中的局部拉應力形成負壓,壓力降低。

最初溶解在液體中的氣體是過飽和的,並從液體中逸出成為小氣泡。

另壹個原因是強大的拉伸應力將液體“撕裂”成壹個空腔,這就是所謂的空隙。

改變。該空腔充滿液體蒸汽或另壹種溶解在液體中的氣體,甚至可以

是真空。空化形成的小氣泡不會隨著周圍介質的振動而變化。

不動了,長大了還是突然爆。當它破裂時,周圍的液體會突然變成氣泡

產生高溫高壓,同時產生沖擊波。伴隨氣穴現象的內部摩擦

摩擦會形成電荷,並由於氣泡中的放電而產生發光現象。在液體中

超聲波處理技術大多與空化有關。

③熱效應。由於超聲波的頻率高、能量大,當它被介質吸收時,

會產生顯著的熱效應。

④化學作用。超聲波的作用可以促進或加速某些化學反應的發生。

反應。比如純蒸餾水經過超聲波處理後產生過氧化氫;溶解氮

超聲波處理氣水後產生亞硝酸;對染料的水溶液進行超聲波處理。

之後會變色或褪色。這些現象總是伴隨著氣穴現象。超過

聲波還可以加速許多化學物質的水解、分解和聚合。超聲

波對光化學和電化學過程也有明顯的影響。各種氨基酸和其他

超聲處理後,特征吸收譜帶消失並出現。

均勻的壹般吸收,這說明空化作用改變了分子結構。

超聲波應用超聲波效應在實踐中已經得到了廣泛的應用,主要表現在以下幾個方面。

面部:

①超聲波檢查。超聲波的波長比普通聲波短,性能更好。

方向性,並能穿透不透明的物質,這壹特性已被廣泛應用。

超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲波成像技術。

超聲波成像是壹種利用超聲波呈現不透明物體內部圖像的技術。

從換能器發射的超聲波通過聲透鏡聚焦在不透明樣品上,並且從換能器發射的超聲波

來自樣本的超聲波攜帶被照射部分的信息(例如聲波的反射,

吸收和散射的能力),通過壓電接收器上的聲透鏡,獲得。

電信號被輸入到放大器中,並且不透明的樣品可以通過使用掃描系統被可視化。

顯示在屏幕上。上面的裝置叫做超聲波顯微鏡。超聲波成像技術已經

廣泛應用於醫學檢查和微電子器件制造。

大規模集成電路被檢查並用於顯示材料科學中的合金。

不同成分和晶界的區域等。

聲全息術是利用超聲波的幹涉原理來記錄和再現不透明物體的。

立體圖像的聲學成像技術原理與光波全息基本相同。

只是記錄方式不同(見全息)。由相同的超聲信號源激發

激勵置於液體中的兩個換能器,分別發射兩個相幹超聲波束。

聲波:壹束通過被研究物體後成為物波,另壹束作為參考。

揮手。物波和參考波在液體表面相幹疊加形成聲全息圖,該全息圖由激光產生。

利用激光在聲全息圖上反射時產生的衍射,光束照射聲全息圖。

通過效果獲得的物體的再現圖像,通常是通過攝像機和電視機實時觀察的。

②超聲波治療。利用超聲波的機械效應、空化效應和熱效應

可用於超聲波焊接、鉆孔、固體破碎、乳化,

脫氣、除塵、鍋爐除垢、清洗、殺菌、促進化學反應和殺菌。

生物學研究等。,已廣泛應用於工業、礦業、農業、醫療等部門

申請。

③基礎研究。超聲波作用於介質後,在介質中產生聲弛豫。

弛豫過程,聲弛豫過程是伴隨著能量在分子的各個度之間的傳遞

過程,並從宏觀上展示了聲波的吸收(見聲波)。通過物質

超聲波的吸收規律可以探索物質的特性和結構,以及這方面的研究

它構成了分子聲學的分支。

普通聲波的波長比固體中的原子間距要長。在這種情況下,

固體可以看作是壹種連續的介質。然而,對於頻率在1012 Hz以上的超超聲波,

波長可以與固體中的原子間距相比,固體必須被視為

具有空間周期性的晶格結構。晶格振動的能量是量子化的,

稱為聲子(見固體物理學)。超聲波對固體的影響可以總結如下

超聲波與熱聲子、電子、光子和各種準粒子的相互作用。正確

研究固體和量子液體中超聲波的產生、探測和傳播。

對液氦中聲音現象的研究構成了現代聲學的壹個新領域

量子聲學。

& lt危害> :

超聲波的頻率高達20000赫茲以上(每秒振動20000次以上)。由於其頻率高,具有以下特點:(a)指向性好,傳播幾乎呈直線;(b)穿透能力強,可以穿透很多電磁波無法穿透的物質;(c)在介質中繁殖時,能產生巨大的力,可用於切割、鉆孔硬質材料,也可用於清洗、消毒。我們熟悉超聲的應用,超聲是醫院常用的。它向人體內發射超聲波,根據人體組織對超聲波的透射和反射能力的變化來判斷是否存在異常,如人體器官的病理檢查、結石檢查等。它具有對人體無損傷、簡單快捷的優點。

次聲波又稱次聲,是壹種低頻波,頻率在20Hz以下。許多自然災害,如地震、火山爆發、龍卷風等。,在次聲波發生前發出次聲波。次聲波會對人體造成傷害,引起頭痛、嘔吐、呼吸困難等癥狀。20世紀30年代,壹個美國物理學家做過壹個實驗:他把壹個次聲發生器帶進劇場,演出結束後悄悄打開,然後坐在自己的包廂裏觀察動靜。我看到坐在次聲波周圍的觀眾產生了恐慌和不解的表情,這種表情迅速蔓延到整個劇場。次聲波具有來源廣、傳播遠、穿透力強的特點。科學家用它來預測臺風和研究大氣結構。在軍事上,次聲波可以用來探測大氣層中的核爆炸,追蹤導彈等等。

1890年,壹艘名為“Marpolo”的帆船在從新西蘭駛往英國的途中突然神秘失蹤。二十年後,它在火地島海岸被發現。奇怪的是,船上所有的帆都完好無損。船長日記上的字跡仍然清晰可辨。就連那些已經死去多年的船員也“各就各位”,保持著當年在崗時的“姿勢”;

1948年初,壹艘荷蘭貨船經過馬六甲海峽,遭遇風暴,全體水手莫名其妙死亡。在匈牙利博拉德利洞穴入口處,三名遊客突然倒地,停止了呼吸。......

上述悲劇引起了科學家們的普遍關註,許多科學家還對船員的死因進行了長期研究。就本文開頭的悲劇來說,船員是怎麽死的?妳是死於天火還是閃電?不會,因為船上沒有燒焦的痕跡;妳是死於海盜之劍嗎?不要!遇難者遺體生前有打鬥痕跡;妳是死於饑渴嗎?不盡然!當時船上有足夠的食物和淡水。至於前面提到的第二個和第三個悲劇,是自殺還是他殺?死因是什麽?誰是兇手?檢驗結果是:所有遇難者身上均未發現傷痕,也無中毒跡象。顯然,謀殺或自殺的理論不再有效。那麽,是何儀等心腦血管疾病的突然發作害死了他們嗎?法醫的屍檢報告顯示,死者生前都很強壯!

經過反復調查,最終查明造成上述悲劇的“兇手”是壹種人們不甚了解的次聲波。次聲波是壹種每秒振動很少的聲波,人耳聽不到。次聲波的頻率很低,壹般在20 MHz以下,但波長很長,傳播距離很遠。它比普通的聲波、光波和無線電波傳播得更遠。比如頻率在6544以下。可以傳播到幾千甚至幾萬公裏以外。1960,南美洲智利發生大地震,地震時產生的次聲波傳播到世界各個角落!1961年,蘇聯在北極圈進行了壹次核爆炸,產生的次聲波竟然繞著地球轉了五圈才消失!

次聲波穿透力強,不僅能穿透大氣、海水、土壤,還能穿透堅固的鋼筋混凝土建築,甚至坦克、軍艦、潛艇、飛機。次聲穿透人體後,不僅可引起頭暈、煩躁、耳鳴、惡心、心悸、視力模糊、吞咽困難、胃痛、肝功能障礙、四肢麻木,還可能損害大腦神經系統。

次聲波為什麽能致人死亡?

原來,人體內臟的固有振動頻率與次聲頻率相似(0.01 ~ 20 Hz)。如果外界的次聲頻率與內臟的振動頻率相近或相同,就會引起人體內臟的“* * *振動”,從而引起頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等壹系列癥狀。上面提到了,尤其是當人體腹腔和胸腔的固有振動頻率與外界的次聲相近時。更容易引起人體內臟的* * *振動,導致人體內臟受損致死。開頭提到的發生在馬六甲海峽的悲劇,是因為貨船在接近海峽的時候,恰好遇到了海上的風暴。風暴與海浪摩擦,產生次聲波。次聲波使人的心臟和其他內臟劇烈震動和跳動,導致血管破裂,最終導致死亡。

次聲雖然看不見,但它總是在產生,威脅著人類的安全。自然界中,如太陽磁暴、海峽咆哮、雷電、氣壓突變;在工廠裏,機械沖擊和摩擦;軍用原子彈、氫彈爆炸試驗等。都能產生次聲波。

由於次聲波穿透力強,國際海事救援組織在壹些遠離大陸的島嶼上設立了“次聲波定位站”,對潮汐的海洋表面進行監測。壹旦船只或飛機失事,附在海面上,可以迅速確定其位置,實施救援。

近年來,壹些國家致力於次聲波武器——次聲波炸彈的研制,目前仍處於研制階段,但科學家預測;只要次聲波炸彈爆炸,在壹瞬間,方圓十幾公裏的地面上所有人都會被炸死,無壹幸免。次聲波武器可以穿透15厘米的混凝土和坦克鋼板。即使人躲在防空洞裏,或者鉆進坦克的“肚子”裏,也還是註定殘廢。次聲波炸彈和中子彈壹樣,只殺傷生物,不破壞建築物。但是兩者相比,