聲波（sound wave，acoustic wave）也稱為彈性波，是機(jī)械振動(dòng)或氣流擾動(dòng)引起周圍彈性介質(zhì)發(fā)生波動(dòng)的現(xiàn)象，同時(shí)也是一種機(jī)械波。聲波可以在氣體介質(zhì)、液體介質(zhì)及固體介質(zhì)中傳播，但不能在真空中傳播。聲波的基本屬性主要有聲壓、聲強(qiáng)、音速、聲阻抗和聲阻率，物理參數(shù)主要包括頻率、波長(zhǎng)和周期，人耳可以聽到的聲波的頻率一般在20Hz（赫茲）至20kHz之間。
聲音是人類最早研究的物理現(xiàn)象之一，在東西方，大家都認(rèn)為聲音是由物體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，在空氣中以某種方式傳到人耳，引起人的聽覺。對(duì)聲學(xué)的系統(tǒng)研究是從17世紀(jì)初伽利略研究單擺周期和物體振動(dòng)開始的，1793年，斯帕拉捷（Lazzaro Spallanzani）發(fā)覺蝙蝠能在漆黑的夜空之中飛行，便得出了蝙蝠靠聽覺辨別方向的結(jié)論，最終他發(fā)現(xiàn)了超聲波的存在。后來(lái)，人們根據(jù)機(jī)械振動(dòng)波的頻率將20000赫茲以上的稱為超聲波。1957年，加夫雷奧（Gavreau）發(fā)現(xiàn)了“人耳聽不到的聲音”——次聲波。到了20世紀(jì)50—60年代，人們已經(jīng)制造出了超聲波探傷儀、超聲波測(cè)量?jī)x、超聲波加工機(jī)、超聲波清洗機(jī)、超聲波診斷和治療儀，超聲技術(shù)在生產(chǎn)、科研的許多方面得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
聲波一般分為次聲波、可聽聲波、超聲波和微波超聲波。在工業(yè)上，利用超聲波的穿透能力和反射，可以制成超聲波探傷儀，用來(lái)探查多種類型鋼材、高壓容器、大小機(jī)械部件等的缺陷；農(nóng)業(yè)上，運(yùn)用超聲波處理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用的種子，能加速種子的發(fā)育生長(zhǎng)，有利于增加作物產(chǎn)量；醫(yī)學(xué)上，在醫(yī)療診斷領(lǐng)域利用超聲技術(shù)制成彩超、B超，或可對(duì)人體進(jìn)行超聲碎石、超聲“開刀”等治療。此外，次聲波還可以用來(lái)預(yù)測(cè)自然災(zāi)害性事件以及了解人體或其他生物相應(yīng)器官的活動(dòng)情況等等。
定義
聲波是機(jī)械振動(dòng)或氣流擾動(dòng)引起周圍彈性介質(zhì)發(fā)生波動(dòng)的現(xiàn)象，聲波也稱為彈性波。
聲波的定義有兩種：一是彈性媒質(zhì)中傳播的壓力、應(yīng)力、質(zhì)點(diǎn)位移、質(zhì)點(diǎn)速度等的變化或幾種變化的綜合；二是聲源產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，迫使其周圍的空氣質(zhì)點(diǎn)往復(fù)移動(dòng)，使空氣中產(chǎn)生附加的交變壓力，這一壓力波稱為聲波。產(chǎn)生聲波的物體稱為聲源，傳遞振動(dòng)的物質(zhì)就叫做媒體或介質(zhì)，聲波所波及的空間范圍稱為聲場(chǎng)。
根據(jù)聲波波動(dòng)過(guò)程的物理性質(zhì)，以及應(yīng)用物理學(xué)中三個(gè)基本定律即牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律、質(zhì)量守恒定律以及描述壓強(qiáng)、體積和溫度等狀態(tài)參數(shù)關(guān)系的物態(tài)方程，建立的聲壓隨空間位置和時(shí)間變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式，可以推導(dǎo)出理想媒質(zhì)中的聲波方程為：
式中，表示直角坐標(biāo)的拉普拉斯算子；表示音速。另外需強(qiáng)調(diào)，該方程是理想流體媒質(zhì)中的小振幅聲波的波動(dòng)方程。它是在忽略了二階以上微量后求得的，故亦稱線性聲波動(dòng)方程。
簡(jiǎn)史
聲音是人類最早研究的物理現(xiàn)象之一，在東西方，大家都認(rèn)為聲音是由物體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，在空氣中以某種方式傳到人耳，引起人的聽覺。對(duì)聲學(xué)的系統(tǒng)研究是從17世紀(jì)初伽利略研究單擺周期和物體振動(dòng)開始的，他在《兩門新科學(xué)》中指出，音調(diào)的高低是由它的振動(dòng)頻率決定的，振動(dòng)頻率的比例關(guān)系是兩個(gè)音的相對(duì)高度的原因。他還認(rèn)識(shí)到弦的振動(dòng)頻率與弦的長(zhǎng)度、張力和質(zhì)量有關(guān)。
1636年，默森（Marin Mersenne）提出了弦線振動(dòng)除基音以外還有泛音，并具體測(cè)出了在已知距離內(nèi)所看到的火槍的閃光和所聽到的響聲之間的時(shí)間差，從而得出了空氣中的音速為每秒1380英尺。1793年夏天，斯帕拉捷（Lazzaro Spallanzani）發(fā)覺蝙蝠能在漆黑的夜空之中飛行，便開始研究實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)蝙蝠堵住耳朵后，飛行四處碰壁。最后得出了蝙蝠靠聽覺辨別方向的結(jié)論。最終他發(fā)現(xiàn)了超聲波的存在。后來(lái)，人們根據(jù)機(jī)械振動(dòng)波的頻率將20000赫茲以上的稱為超聲波。
1845年，布伊斯一巴洛特（Christaph Heinrieh Dietrich Buys-Ballot）在鐵路邊證明了波動(dòng)理論同樣適用于聲波：當(dāng)火車從遠(yuǎn)方駛來(lái)時(shí)汽笛聲調(diào)變高，而當(dāng)火車向遠(yuǎn)方駛?cè)r(shí)汽笛聲調(diào)變低。1866年，德國(guó)物理學(xué)家孔脫（August Kundt）設(shè)計(jì)出了“孔脫管”實(shí)驗(yàn)，在管子中撒上軟木粉末，粉末將在波節(jié)處聚集，從而顯示出駐波的存在，它非常直觀地顯示出聲波是縱波。利用“孔脫管”可以測(cè)量聲波在不同氣體中的傳播速度，也可以測(cè)量聲波在各種不同固體中的傳播速度、波長(zhǎng)和頻率。
1957年，俄羅斯加夫雷奧（Gavreau）接到指令在馬賽市研發(fā)能打核戰(zhàn)爭(zhēng)的機(jī)器人，然而團(tuán)隊(duì)全體人員在研究過(guò)程中都患上了惡心嘔吐的怪病。于是加夫雷奧對(duì)大樓進(jìn)行了徹底檢查，終于找到了癥結(jié)所在，原來(lái)是一臺(tái)靠馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的空調(diào)在作怪，只要這臺(tái)空調(diào)一關(guān)，怪病就會(huì)消失。由此，加夫雷奧發(fā)現(xiàn)了“人耳聽不到的聲音”——次聲波。
到了第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，各國(guó)競(jìng)相研究和生產(chǎn)軍用的超聲波探測(cè)儀。自超聲波被發(fā)現(xiàn)后，超聲技術(shù)的發(fā)展開始是應(yīng)用于軍事及海洋方面，后用于二次世界大戰(zhàn)的反潛以及海洋探測(cè)方面。到了20世紀(jì)50-60年代，人們已經(jīng)制造出了超聲波探傷儀、超聲波測(cè)量?jī)x、超聲波加工機(jī)、超聲波清洗機(jī)、超聲波診斷和治療儀，超聲技術(shù)在生產(chǎn)、科研的許多方面得到迅速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。
分類
基本屬性
聲壓
在單位面積的介質(zhì)上所受到的壓力，稱為聲壓，用表示。聲壓計(jì)算公式為，是空氣密度，是音速，是空氣質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度。
聲壓的大小反映了聲波的強(qiáng)弱，單位是帕，。由于聲壓容易被人耳感知，也易于測(cè)量，因此，通常使用聲壓作為描述聲波大小的物理量。聲壓的大小和傳聲介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)在聲波作用下振動(dòng)速度、介質(zhì)的密度以及聲波的傳播速度有關(guān)。
樹葉被微風(fēng)吹動(dòng)的響聲聲壓約為；在房中大聲說(shuō)話的聲壓約為。
聲強(qiáng)
在單位時(shí)間內(nèi)，在垂直于聲波傳播方向的單位面積上所通過(guò)的聲能，記為。聲強(qiáng)也可表述為通過(guò)與指定方向垂直的單位面積的平均聲功率，公式為：
式中，是聲能所通過(guò)的面積（），是聲功率。
聲速
本質(zhì)上講，聲速是介質(zhì)中微弱壓強(qiáng)擾動(dòng)的傳播速度，計(jì)算公式為：
在固體中，縱波、橫波及表面波三者的聲速有一定的關(guān)系，通常可認(rèn)為橫波聲速為縱波的一半，表面波聲速為橫波聲速的90%。在固體中傳播速度計(jì)算公式為：
式中，是固體介質(zhì)的楊氏模量；是固體介質(zhì)的泊松比；是固體介質(zhì)的剪切彈性模量；是介質(zhì)的密度。在氣體、液體中傳播速度計(jì)算公式為：
式中，，稱為體積彈性模量，體積應(yīng)力除以體積應(yīng)變就等于體積彈性模量。氣體中縱波音速約為，液體中縱波聲速為。
聲阻抗
聲阻抗是指媒質(zhì)在波陣面某個(gè)面積上的聲壓與通過(guò)這個(gè)面積的體積速度的復(fù)數(shù)比值，公式為
表示聲波傳導(dǎo)時(shí)介質(zhì)位移需要克服的阻力。體積速度是穿過(guò)面積的介質(zhì)流動(dòng)速度，聲阻抗越大則推動(dòng)介質(zhì)所需要的聲壓就越大，聲阻抗越小則所需聲壓就越小。
聲功率
聲功率是指聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能，單位為或，又或者指單位時(shí)間內(nèi)聲波通過(guò)垂直于傳播方向某指定面積的聲能。連續(xù)超聲波的聲功率一般在幾毫瓦到幾十千瓦；脈沖超聲波的聲功率為幾分之一毫瓦到幾兆瓦。與聲壓級(jí)相對(duì)應(yīng)，聲功率也存在聲功率級(jí)。聲功率級(jí)是聲功率與參考聲功率的相對(duì)量度，其計(jì)算公式為
式中，中是測(cè)量的聲功率；是基準(zhǔn)聲功率。聲功率是一個(gè)絕對(duì)量，只與聲源有關(guān)，與其他無(wú)關(guān)，因此，它是聲源的一個(gè)物理屬性。
傳播
傳播介質(zhì)
聲波可以在氣體介質(zhì)、液體介質(zhì)及固體介質(zhì)中傳播，但不能在真空中傳播。聲波借助各種介質(zhì)向四面八方傳播，其傳播實(shí)質(zhì)是能量在介質(zhì)中的傳遞。
傳播方式
聲波的傳播主要有三種方式，分別為平面波傳播、球面波傳播和柱面波傳播。
聲波的波陣面垂直于傳播方向的傳播方式被稱為平面波傳播。平面波在空氣中傳播的過(guò)程中，聲壓和質(zhì)點(diǎn)速度同相位。在理想的媒介中，聲壓和質(zhì)點(diǎn)速度不隨距離的變化而變化。在自由空間中，當(dāng)聲源尺寸較相應(yīng)的波長(zhǎng)小很多時(shí)，遠(yuǎn)離聲源處的聲場(chǎng)一般可作為平面波來(lái)處理。
波陣面為同心球面的聲波被稱為球面波。對(duì)于球面波，離聲源任意距離上的聲強(qiáng)與距離的二次方成反比、聲壓與距離成反比、聲壓和振動(dòng)速度之間的相位差與球面波的半徑對(duì)波長(zhǎng)的比值成反比。任何形狀的聲源，只要尺寸比波長(zhǎng)小得多，都可以看作點(diǎn)聲源輻射球面波處理。
波陣面為同軸圓柱面的聲波被稱為柱面波。在柱面聲波中，聲壓振幅沿軸向均勻分布，沿徑向與軸距的二次方根成反比；其徑向聲強(qiáng)與軸距成反比。通過(guò)的動(dòng)車所輻射的噪聲即為這種柱面波。
聲波的反射和折射
當(dāng)聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí)，其在兩介質(zhì)的分界面上將發(fā)生反射和折射，并滿足波的光的反射定律和折射定律。如下圖所示，在兩種介質(zhì)的上，一部分能量反射回至原介質(zhì)內(nèi)的波，稱反射波；另一部分能量則透過(guò)分界面，在介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播的波，稱折射波。
反射定律
入射角（）的正弦與反射角（）的正弦之比，等于波速之比。當(dāng)入射波和反射波的波型一樣時(shí)，波速一樣，入射角即等于反射角。
折射定律
入射角（）的正弦與折射角（）的正弦之比。等于入射波中介質(zhì)的波速與折射波中介質(zhì)的波速之比。即。
聲波的衰減和吸收
衰減
聲波在介質(zhì)傳播的過(guò)程中，隨著傳播距離的增加，能量逐漸減小的現(xiàn)象稱為聲波的衰減。聲波衰減與聲波頻率、傳播介質(zhì)結(jié)構(gòu)及特性有關(guān)，因此，研究聲波在介質(zhì)中的衰減情況將有助于探測(cè)介質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及特性。引起聲波衰減的主要原因有以下三個(gè)：
擴(kuò)散衰減
聲波在傳播過(guò)程中，由于波陣面的擴(kuò)大（即波束發(fā)散），聲波的能量隨距離增加而逐漸減小的現(xiàn)象稱為擴(kuò)散衰減或幾何衰減。聲波的擴(kuò)散衰減僅取決于波陣面的形狀，與介質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)，柱面、球面波陣面波幾何衰減分別為。
散射衰減
聲波傳播過(guò)程中，遇到不同聲阻抗介質(zhì)組成的界面時(shí)，將發(fā)生散亂反射（散射），從而損耗聲波能量，這種衰減稱為散射衰減。散射主要在粗大晶粒（與波長(zhǎng)相比）的界面上產(chǎn)生。由于晶粒排列不規(guī)則，聲波在斜傾的界面上發(fā)生反射、折射及波形轉(zhuǎn)換（統(tǒng)稱散射），都會(huì)導(dǎo)致聲波能量的損耗。
黏滯衰減
聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)的黏滯性而造成質(zhì)點(diǎn)之間的內(nèi)壁摩擦，從而使一部分聲能變?yōu)闊崮堋Ｓ捎诮橘|(zhì)的熱傳導(dǎo)，介質(zhì)的疏、密部分之間進(jìn)行的熱交換也會(huì)導(dǎo)致聲波能量的損耗，這就是介質(zhì)的吸收現(xiàn)象。由介質(zhì)吸收引起的衰減稱為黏滯衰減。
吸收
超聲波在人體內(nèi)傳播過(guò)程中，其振動(dòng)能量會(huì)不斷地被人體組織所吸收。造成人體組織吸收聲波能量的機(jī)制有以下幾種：
粘滯吸收
聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)，進(jìn)入振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不可避免地要克服周圍質(zhì)點(diǎn)對(duì)它作用的粘滯阻力作功，從而要引起一部分聲波能量的消耗。
熱傳導(dǎo)吸收
聲波在彈性介質(zhì)中傳播，介質(zhì)中的質(zhì)元，迅速地作壓縮和拉伸運(yùn)動(dòng)，因而所吸收的能量一部分將轉(zhuǎn)換為熱量，向四周傳遞，并且這種傳遞熱量是一種不可逆過(guò)程，因此會(huì)造成部分聲波能量的消耗。
弛豫吸收
聲波在介質(zhì)中傳播，介質(zhì)質(zhì)元作周期性運(yùn)動(dòng)，從而引起介質(zhì)周期性的壓縮和拉伸。介質(zhì)質(zhì)元在這種周期性的壓縮和拉伸作用下，引起介質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)（分子平動(dòng)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)）狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，并且這種狀態(tài)轉(zhuǎn)換也是不可逆過(guò)程。當(dāng)分子從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)狀態(tài)時(shí)需要消耗能量，而且這種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，不是瞬間能夠完成的，而是需要一定的時(shí)間。這種介質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)對(duì)聲波能量的吸收，即稱為弛豫吸收。
聲波的干涉
聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)，媒質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)隨波而振動(dòng)。倘若有兩列或兩列以上的聲波同時(shí)傳播到空間某點(diǎn)時(shí)，則該點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)即是各列聲波單獨(dú)引起振動(dòng)的向量和，這就是聲波的干涉現(xiàn)象。如果它們的波峰和波谷完全同相，則互相加強(qiáng)，因此產(chǎn)生的波形的振幅高于任何單個(gè)波形的振幅。如果兩個(gè)波形的波峰和波谷完全異相，則會(huì)相互抵消，導(dǎo)致完全沒有波形。然而，在大多數(shù)情況下，各種聲波會(huì)存在不同程度的異相，產(chǎn)生比單個(gè)波形更復(fù)雜的組合波形。如果兩個(gè)聲波的密部和疏部同時(shí)抵達(dá)某處，這兩個(gè)波將在該處相互抵消，使空氣恢復(fù)平靜，這樣原來(lái)的聲音將變的很弱，甚至聽不清；如果一聲波的密部（或疏部）遇見另一聲波的密部（或疏部）則加強(qiáng)了空氣的振動(dòng)，使聲音變得更強(qiáng)。
物理參數(shù)
振幅
任何物質(zhì)的粒子離開其常態(tài)位置的最大位移稱為振幅。聲波的振幅越大，反映到我們耳朵的感覺就是聲音越響，也就是音量越大，反之則越小。
周期
聲波振蕩一次循環(huán)所需要的時(shí)間，即聲波傳過(guò)一個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)間，或是一個(gè)完整的周期波通過(guò)波線上某一點(diǎn)所需的時(shí)間，稱為周期（Period），記作，單位為。
式中：—角頻率；—頻率。
頻率
頻率是指每秒鐘周期振動(dòng)的次數(shù)。聲波的頻率也就是聲音的頻率。頻率用f表示，其單位為赫茲，每秒振動(dòng)一周為，輔助單位為千赫，。例如，440 Hz 波形每秒有 440 個(gè)周期。
聲音的頻率高，則聲音尖、音調(diào)高；頻率低，則聲音沉、音調(diào)低。通常可將噪聲分為高、中、低頻3類，小于的為低頻聲，在的為中頻聲，大于1000Hz的為高頻聲。
相位
相位也可簡(jiǎn)稱為“相”。一般來(lái)說(shuō)，相位用來(lái)描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)（正弦振動(dòng)或余弦振動(dòng)）在某一個(gè)瞬間的狀態(tài)。由于聲波來(lái)源于振動(dòng)，所以聲波也有相位問(wèn)題。相位用“相位角”表示。如下圖所示在一個(gè)波上的標(biāo)示了一些點(diǎn)：A、B、C、D、E、F、G、H。其中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)于相位角0°，稱為0°相；B點(diǎn)對(duì)應(yīng)于相位角45°，稱為45°相；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)于相位角90°，稱為90°相；G點(diǎn)稱為-90°相，等等。
由圖可見，在聲波傳播的路徑上，每隔一個(gè)波長(zhǎng)的距離，其相位相同；而每經(jīng)歷半個(gè)波長(zhǎng)則其相位相反（相位角的符號(hào)相反）。
波長(zhǎng)
聲波在一個(gè)周期中傳播的距離，即同一波線上兩個(gè)相鄰的周期差為底的質(zhì)點(diǎn)之間的距離，就是一個(gè)完整波的長(zhǎng)度，稱為波長(zhǎng)（Wavelength），記作，單位為。波長(zhǎng)、頻率和聲速之間的關(guān)系為
式中：—音速，；一周期，。
由上述關(guān)系可見，頻率越高則波長(zhǎng)越短，即波長(zhǎng)同頻率成反比。
應(yīng)用
工業(yè)
超聲波
截至2021年，工業(yè)生產(chǎn)用超聲清洗是在金屬塑料元器件、精密電子、航空器材等材料的表面處理方面最高效節(jié)能和綠色環(huán)保的技術(shù)手段。其中，超聲焊接、超聲鉆孔、超聲切削、超聲拋光、超聲凝聚、超聲均化等實(shí)用技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。
次聲波
1.設(shè)備除灰：原理是將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為次聲波，利用次聲波的頻率振蕩來(lái)為鍋爐、過(guò)熱器以及受熱面等工業(yè)設(shè)備除灰。
2.線材控冷：在線材冷卻過(guò)程中，可利用次聲波所產(chǎn)生的相對(duì)高速脈沖氣流來(lái)提高線材與周圍環(huán)境的熱交換效率，進(jìn)而通過(guò)與周邊恒定氣流的結(jié)合可有效將熱空氣排出。
3.檢查機(jī)器：機(jī)器零件因磨損導(dǎo)致的間隙不斷改變，當(dāng)超過(guò)一定限度，就會(huì)產(chǎn)生附加振動(dòng)而發(fā)生一定頻率的次聲波。雖然人耳聽不見，但可用次聲波接收器來(lái)“收聽”。
工程
工程建設(shè)用超聲檢測(cè)是一項(xiàng)應(yīng)用相當(dāng)廣泛的非破壞性檢測(cè)手段。利用超聲波的穿透能力和反射，可以制成超聲波探傷儀，用來(lái)探查多種類型鋼材、高壓容器、大小機(jī)械部件等的缺陷；也可以測(cè)量模量、厚度、硬度、黏度、溫度、液位、流速、井下地層結(jié)構(gòu)；還可以用于水下定位與通信、地下資源勘查等，比如在石油勘探中，油井的含油量可利用超聲在油層中的音速估計(jì)出來(lái)，方便了石油資源的開采。
農(nóng)業(yè)
用超聲波處理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用的種子，能加速種子的發(fā)育生長(zhǎng)，有利于增加作物產(chǎn)量；野生草藥和發(fā)育困難的種子利用超聲波處理后，具有特別明顯的增加作物產(chǎn)量的作用，還能使種子誘變遺傳，創(chuàng)造農(nóng)作物新品種。
在食品加工中，超聲萃取可大大提高水果蔬菜等汁液產(chǎn)量、質(zhì)量和過(guò)濾速度；超聲干燥對(duì)熱敏性食品應(yīng)用有很大潛力，可以提高濕氣的去除率和干燥速度，并且被干燥的材料不會(huì)被破壞或吹走。
軍事
超聲波
國(guó)防軍事中超聲技術(shù)的研究和應(yīng)用相當(dāng)復(fù)雜和重要，已被劃分到水聲學(xué)領(lǐng)域。聲吶技術(shù)在探測(cè)水中的暗礁和敵人的潛艇以及測(cè)量海水的深度等特殊領(lǐng)域中占有不可取代的地位。
次聲波
利用次聲波的強(qiáng)穿透性可以制造出能穿透坦克、裝甲車的武器。
醫(yī)學(xué)
超聲波
醫(yī)療衛(wèi)生用超聲檢查已逐漸成為診斷領(lǐng)域里非侵入性檢查的主要方法之一。在醫(yī)療診斷領(lǐng)域利用超聲技術(shù)制成彩超、B超得到了廣泛應(yīng)用，例如可對(duì)人體進(jìn)行超聲碎石、超聲“開刀”等治療，當(dāng)貼著孕婦的肚皮進(jìn)行掃描時(shí)，超聲波到達(dá)各種身體組織的邊界時(shí)會(huì)有不同程度的反射。接收器收到反射波，便可計(jì)算出反射的強(qiáng)度及反射面的距離，以分辨不同的身體組織，并得到胎兒的影像。
另外，多普勒超聲波掃描術(shù)主要用于檢查血液在心臟及主要?jiǎng)用}中的流動(dòng)速度。血液的流動(dòng)情況會(huì)以一種顏色的影像顯示出來(lái)，不同的顏色代表不同的流速，這有助于醫(yī)生及早發(fā)現(xiàn)胎兒的先天性心臟問(wèn)題。
次聲波
人和其他生物不僅能夠?qū)Υ温暡óa(chǎn)生某些反應(yīng)，而且人或其他生物的某些器官也會(huì)發(fā)出微弱的次聲波，因此，可以利用測(cè)定這些次聲波的特性來(lái)了解人體或其他生物相應(yīng)器官的活動(dòng)情況。例如，次聲波診療儀可以檢查人體器官工作是否正常。次聲波會(huì)與人體發(fā)生生物共振，研究發(fā)現(xiàn)可利用此特點(diǎn)研究對(duì)人體有利的次聲波的應(yīng)用。
自然預(yù)測(cè)
許多災(zāi)害性的自然現(xiàn)象，如火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)、雷暴、臺(tái)風(fēng)等，在發(fā)生之前可能會(huì)輻射出次聲波，人們就可以利用這些前兆現(xiàn)象來(lái)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)這些災(zāi)害性自然事件的發(fā)生。比如，臺(tái)風(fēng)和海浪摩擦產(chǎn)生的次聲波，由于其傳播速度遠(yuǎn)快于風(fēng)暴傳播速度，所以可作為海洋風(fēng)暴來(lái)臨的“前奏曲”。這種次聲波人耳無(wú)法聽到，小小的水母對(duì)此卻很敏感，仿生學(xué)家仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能，設(shè)計(jì)了“水母耳”風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀，安裝在艦船的前甲板上，能提前15h對(duì)風(fēng)暴做出預(yù)報(bào)，對(duì)航海和漁業(yè)安全都有重要意義。
參考資料 >
[科普中國(guó)]-聲波.科普中國(guó)網(wǎng).2024-02-25
聲波.中國(guó)大百科全書.2024-02-25