電磁波和超聲波的區(qū)別
電磁波和超聲波的區(qū)別
超聲波是頻率超過20000HZ的聲波，聲波是由空氣振動產(chǎn)生的。電磁波是由電磁感應產(chǎn)生的能量波。常作為信息載體，如手機信號。兩者的區(qū)別是什么呢?下面就跟著學習啦小編一起來看看吧。
電磁波和超聲波的區(qū)別
電磁波
正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見空氣一樣，人們也看不見無處不在的電磁波。電磁波就是這樣一位人類素未謀面的“朋友”。 電磁波是電磁場的一種運動形態(tài)。 在高頻電磁振蕩的情況下，部分能量以輻射方式從空間傳播出去所形成的電波與磁波的總稱叫做“電磁波”。在低頻的電振蕩中，磁電之間的相互變化比較緩慢，其能量幾乎全部反回原電路而沒有能量輻射出去。然而，在高頻率的電振蕩中，磁電互變甚快，能量不可能全部反回原振蕩電路，于是電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去。電磁波為橫波。電磁波的磁場、電場及其行進方向三者互相垂直。電磁波的傳播有沿地面?zhèn)鞑サ牡孛娌?，還有從空中傳播的空中波。波長越長的地面波，其衰減也越少。電磁波的波長越長也越容易繞過障礙物繼續(xù)傳播。中波或短波等空中波則是靠圍繞地球的電離層與地面的反復反射而傳播(電離層在離地面50～400公里之間)。振幅沿傳播方向的垂直方向作周期性交變，其強度與距離的平方成反比，波本身帶動能量，任何位置之能量功率與振幅的平方成正比。其速度等于光速(每秒3×1010厘米)。光波就是電磁波，無線電波也有和光波同樣的特性，如當它通過不同介質時，也會發(fā)生折射、反射、繞射、散射及吸收等等。在空間傳播的電磁波，距離最近的電場(磁場)強度方向相同和量值最大兩點之間的距離，就是電磁波的波長。電磁波的頻率γ即電振蕩電流的頻率，無線電廣播中用的單位是千赫，速度是c.根據(jù)λγ=c,求出λ=c/γ.
電可以生成磁，磁也能帶來電，變化的電場和變化的磁場構成了一個不可分離的統(tǒng)一的場，這就是電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波，所以電磁波也常稱為電波。 1864年，英國科學家麥克斯韋在總結前人研究電磁現(xiàn)象的基礎上，建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在，推導出電磁波與光具有同樣的傳播速度。 1887年德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在。之后，人們又進行了許多實驗，不僅證明光是一種電磁波，而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波，它們的本質完全相同，只是波長和頻率有很大的差別。按照波長或頻率的順序把這些電磁波排列起來，就是電磁波譜。如果把每個波段的頻率由低至高依次排列的話，它們是工頻電磁波、無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及r射線。
用的波長在10～3000米之間，分長波、中波、中短波、短波等幾種。傳真(電視)用的波長是3～6米;雷達用的波長更短，3米到幾厘米。電磁波有紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等。各種光線和射線，也都是波長不同的電磁波。其中以無線電的波長最長，宇宙射線的波長最短。
無線電波 3000米～0.3毫米。
紅外線 0.3毫米～0.75微米。
可見光 0.7微米～0.4微米。
紫外線 0.4微米～10毫微米
X射線 10毫微米～0.1毫微米
γ射線 0.1毫微米～0.001毫微米
宇宙射線 小于0.001毫微米
超聲波
我們知道，當物體振動時會發(fā)出聲音?？茖W家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲。我們?nèi)祟惗淠苈牭降穆暡l率為16～20，000赫茲。因此，當物體的振動超過一定的頻率，即高于人耳聽閾上限時，人們便聽不出來了，這樣的聲波稱為“超聲波”。通常用于醫(yī)學診斷的超聲波頻率為1～5兆赫。
雖然說人類聽不出超聲波，但不少動物卻有此本領。它們可以利用超聲波“導航”、追捕食物，或避開危險物。大家可能看到過夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院里來回飛翔，它們?yōu)槭裁丛跊]有光亮的情況下飛翔而不會迷失方向呢?原因就是蝙蝠能發(fā)出2～10萬赫茲的超聲波，這好比是一座活動的“雷達站”。蝙蝠正是利用這種“雷達”判斷飛行前方是昆蟲，或是障礙物的。
我們?nèi)祟愔钡降谝淮问澜绱髴?zhàn)才學會利用超聲波，這就是利用“聲納”的原理來探測水中目標及其狀態(tài)，如潛艇的位置等。此時人們向水中發(fā)出一系列不同頻率的超聲波，然后記錄與處理反射回聲，從回聲的特征我們便可以估計出探測物的距離、形態(tài)及其動態(tài)改變。醫(yī)學上最早利用超聲波是在1942年，奧地利醫(yī)生杜西克首次用超聲技術掃描腦部結構;以后到了60年代醫(yī)生們開始將超聲波應用于腹部器官的探測。如今超聲波掃描技術已成為現(xiàn)代醫(yī)學診斷不可缺少的工具。
醫(yī)學超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性，即將超聲波發(fā)射到人體內(nèi)，當它在體內(nèi)遇到界面時會發(fā)生反射及折射，并且在人體組織中可能被吸收而衰減。因為人體各種組織的形態(tài)與結構是不相同的，因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同，醫(yī)生們正是通過儀器所反映出的波型、曲線，或影象的特征來辨別它們。此外再結合解剖學知識、正常與病理的改變，便可診斷所檢查的器官是否有病。
目前，醫(yī)生們應用的超聲診斷方法有不同的形式，可分為A型、B型、M型及D型四大類。
A型：是以波形來顯示組織特征的方法，主要用于測量器官的徑線，以判定其大小?？捎脕龛b別病變組織的一些物理特性，如實質性、液體或是氣體是否存在等。
B型：用平面圖形的形式來顯示被探查組織的具體情況。檢查時，首先將人體界面的反射信號轉變?yōu)閺娙醪煌墓恻c，這些光點可通過熒光屏顯現(xiàn)出來，這種方法直觀性好，重復性強，可供前后對比，所以廣泛用于婦產(chǎn)科、泌尿、消化及心血管等系統(tǒng)疾病的診斷。
M型：是用于觀察活動界面時間變化的一種方法。最適用于檢查心臟的活動情況，其曲線的動態(tài)改變稱為超聲心動圖，可以用來觀察心臟各層結構的位置、活動狀態(tài)、結構的狀況等，多用于輔助心臟及大血管疫病的診斷。
D型：是專門用來檢測血液流動和器官活動的一種超聲診斷方法，又稱為多普勒超聲診斷法?？纱_定血管是否通暢、管腔有否狹窄、閉塞以及病變部位。新一代的D型超聲波還能定量地測定管腔內(nèi)血液的流量。近幾年來科學家又發(fā)展了彩色編碼多普勒系統(tǒng)，可在超聲心動圖解剖標志的指示下，以不同顏色顯示血流的方向，色澤的深淺代表血流的流速?，F(xiàn)在還有立體超聲顯象、超聲CT、超聲內(nèi)窺鏡等超聲技術不斷涌現(xiàn)出來，并且還可以與其他檢查儀器結合使用，使疾病的診斷準確率大大提高。超聲波技術正在醫(yī)學界發(fā)揮著巨大的作用，隨著科學的進步，它將更加完善，將更好地造福于人類。
頻率高于20000 Hz(赫茲)的聲波。研究超聲波的產(chǎn)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(chǎn)生超聲波的裝置有機械型超聲發(fā)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制成的電動超聲發(fā)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制成的電聲換能器等。
猜你喜歡
3.聲學基礎知識