초음파 발생

& quot;슈퍼& quot; 초음파의 특성은 주파수 대역의 하한이 사람의 가청을 초과한다는 점에서 비롯되지만 파장으로 분석하면 실제로는 초음파의 파장이 더 짧습니다. 과학자들은 파동의 인접한 두 봉우리 또는 골 사이의 거리를 파장이라고 부릅니다. 인간의 귀가 들을 수 있는 기계적 파동의 파장은 2cm~20m(2cm~20m)입니다. 따라서 파장이 2cm 미만인 기계적 파동을&'초음파'라고 합니다.&따옴표; 그러나 실제 적용에서 파장이 3.4cm 미만(10000hz 이상)인 기계적 파동은 초음파 연구로 간주될 수 있습니다. 일반적으로 의료 진단에 사용되는 초음파의 파장은 10μm~350μm입니다.

초음파는 일종의 기계적 파동입니다. 전파하려면 매체에 의존해야 하며 진공(예: 공간)에 존재할 수 없습니다. 따라서 진공 상태에서 초음파를 사용할 수 없지만 전자파 관련 장비(전파, 마이크로파, 적외선 포함)는 계속 사용할 수 있습니다. , 가시광선, 자외선, X선, 감마선 등), 전자파 기술을 사용합니다.

공기 중에서 초음파는 파장이 2cm 미만인 기계적 파동을 말하며(예를 들어, 1.7cm, 2cm 파장은 17000Hz에 해당하고, 1.7cm 파장은 20000Hz에 해당하며, 사실 고정된 기준은 없으며, 기억하기 쉬운 값임), 파장이 매우 짧습니다. 사람이 들을 수 있는 일반적인 하한치(2cm)보다 낮은 것을 가청 기계적 파동 초음파라고 하며, 초저주파의 파장은 일반적으로 20미터 이상입니다. 20Hz), 가청 파장의 상한선보다 높습니다. 실제 적용에서 초음파는 종종 단파 가청 음파의 범위와 일치하며, 3.4cm(10000hz)보다 짧은 파장의 기계적 파동은 초음파 연구로 간주될 수 있습니다.

그것의 파장은 일반 음파보다 훨씬 짧기 때문에 절단, 용접, 드릴링 등에 사용할 수 있습니다. 짧은 파장으로 인해 많은 특성이 있습니다. 첫째, 단파장으로 인한 전파 이방성 및 짧은 파장과 열악한 회절 능력. 이방성은 양호하나 공기중에서 손실이 크고 투과가 되지 않는다. 멀고, 침투력이 낮고, 흩어지기 쉽습니다. 초음파는 일반적으로 초음파 감지를 위해 산업 및 의학에서 사용됩니다. 초음파, 초저주파 및 가청음은 본질적으로 동일합니다. 이들의 공통점은 기계적 파동으로, 일반적으로 종파의 형태로 탄성 매체에서 전파됩니다. 에너지 전파의 한 형태입니다. 차이점은 초음파입니다. 길고 짧고 회절이 거의 없이 일정 거리 내에서 직선을 따라 이동할 수 있으며 이방성이 좋습니다. 그러나 가청음이나 초저주파음에 비해 투과력이 약하고 산란하기 쉽다.

매체에서 초음파의 반사, 굴절, 회절 및 산란의 전파 법칙은 본질적으로 초저주파 및 가청 음파의 법칙과 다르지 않습니다. 그러나 초음파의 파장은 매우 짧아서 불과 몇 센티미터, 심지어 몇 천분의 1밀리미터에 불과합니다. 다른 파동과 비교하여 초음파는 많은 특성을 가지고 있습니다. 전파 특성 - 초음파의 파장은 매우 짧고 일반 장애물의 크기는 초음파의 파장보다 몇 배 더 큽니다. 따라서 초음파는 투과율이 낮고 회절 능력이 낮으며 산란이 쉽습니다. . 균질한 매질에서 직선으로 전파할 수 있지만 회절하기 어렵습니다. 초음파의 파장이 짧을수록 특성이 더 분명합니다. 또한, 레일리 산란법칙에 따르면 산란파의 세기는 파장의 4승에 반비례하며, 초음파의 파장은 극히 짧다. , 그래서 비산이 매우 심하고 침투력이 좋지 않습니다. 캐비테이션 ─ ─ 초음파가 매질에 전파되면 양의 주기와 음의 주기가 번갈아 나타납니다. 긍정적 인 단계에서 초음파는 매체 분자를 압착하여 매체의 원래 밀도를 변경하고 증가시킵니다. 음압 단계에서 매질 분자가 희박하고 더 분산되면 매질의 밀도가 감소합니다. 충분히 강한 초음파가 액체 매체에 적용되면 매체 분자 사이의 평균 거리는 액체 매체를 일정하게 유지하는 임계 분자 거리를 초과합니다. 골절이 발생하고 미세 기포가 형성됩니다. 이 작은 공동은 빠르게 팽창하고 닫혀 액체 입자 사이에 격렬한 충돌을 일으켜 수천에서 수만 기압의 압력을 발생시킵니다. 입자 사이의 이러한 격렬한 상호 작용은 교반 효과가 뛰어나 두 개의 섞이지 않는 액체(예: 물과 기름)가 유화되어 용질의 용해를 가속화합니다. 액체에서 초음파의 작용으로 인한 다양한 효과를 초음파 캐비테이션이라고 합니다.