超聲波頻率和功率

超聲波的頻率：是單位時間內(nei) 完成周期性變化的次數，是描述周期運動頻繁程度的量，常用符號 f  表示，單位為(wei) 秒分之一，符號為(wei) s-1。為(wei) 了紀念德國物理學家赫茲(zi) 的貢獻，人們(men) 把頻率的單位命名為(wei) 赫茲(zi) ，簡稱“赫"，符號為(wei) Hz。每個(ge) 物體(ti) 都有由它本身性質決(jue) 定的與(yu) 振幅無關(guan) 的頻率，叫做固有頻率。頻率概念不僅(jin) 在力學、聲學中應用，在電磁學、光學與(yu) 無線電技術中也常使用。

介質中的質點在平衡位置往返振動1次所需要的時間叫周期，用T表示，單位是秒（s）；質點在 1s 的時間內(nei) 完成振動的次數稱為(wei) 頻率，用 f  表示，單位為(wei) 周/s,又稱作赫茲(zi) （Hz）。 周期與(yu) 頻率成互為(wei) 倒數關(guan) 係，以下式表示： f =1 / T

介質中聲波的波長（λ）與(yu) 頻率之間的關(guan) 係為(wei) ：c=λf

式中，c 為(wei) 聲速，m/s； λ 為(wei) 波長，m；f 為(wei) 頻率，Hz。

由此可見，對於(yu) 一定的介質，聲波在其中的傳(chuan) 播速度是一定的。 聲波的頻率越高，波長越短;反之，聲波的頻率越低，波長越長。


超聲波功率：超聲功率是指物體(ti) 在單位時間內(nei) 所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。功的數量一定，時間越短，功率值就越大。求功率的公式為(wei) ：功率 = 功/時間。功率表征作功快慢程度的物理量。單位時間內(nei) 所作的功稱為(wei) 功率，用P表示。

在聲波傳(chuan) 遞過程中， 聲波傳(chuan) 到原先靜止的介質中時，使得介質質點在平衡位置附近來回振動，致使在介質中產(chan) 生壓縮和膨脹。可以這樣認為(wei) ，聲波使介質獲得振動動能和形變勢能。介質由於(yu) 聲波擾動所獲得的聲能量為(wei) 振動動能和形變勢能之和。

隨著聲波在介質中的傳(chuan) 播也伴隨著能量的傳(chuan) 播，如果我們(men) 在聲場中取一個(ge) 微小的體(ti) 積元（dV），設介質原先的體(ti) 積為(wei) Vo，壓強為(wei) po，密度為(wei) ρ0。該體(ti) 積元（dV）由於(yu) 聲波振動所獲得的動能△Ek；△Ek=（ρ0 Vo）u2 /2

△Ek 為(wei) 動能，J；u 為(wei) 質點速度，m/s；ρ0 為(wei) 介質密度，kg/m3； Vo 為(wei) 原先體(ti) 積，m3。

超聲的一個(ge) 重要特征是它的功率，超波具有比普通聲波強大得多的功率，這就是超聲波在眾(zhong) 多領域中能夠獲得廣泛應用的重要原因之一。

超聲波到達某一介質中時，由於(yu) 超聲波的作用使得介質分子振動，而且，其振動頻率與(yu) 超聲波的頻率相同，介質分子振動的頻率決(jue) 定了振動的速度，頻率越高，速度就越大。介質分子由於(yu) 振動所獲得的能量除了與(yu) 介質分子的質量有關(guan) 外，還與(yu) 介質分子的振動速度的平方成正比。所以，超聲波的頻率愈高，介質分子獲得的能量愈高。超聲波的頻率比普通聲波的頻率高很多，故超聲波可以使介質分子獲得很大的能量，而普通聲波對介質分子的作用卻很小。換言之，超聲波具有的能量比聲波要大得多，可以供給介質分子足夠大的能量。