【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。

第十六章聲學(xué)?

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤，如今是不允許的，力是不能使用公斤為單位的】??

§16-5超聲波

【01】前面已經(jīng)談過，人的耳朵能夠聽到的聲音的頻率在20到2萬赫茲之間，低于20赫茲的和高于2萬赫茲的聲音，我們都聽不見。頻率低于20赫茲的聲波，叫做低聲波；頻率高于2萬赫滋的聲波，叫做超聲波。

【02】超聲波在自然界中是存在的，例如，在風(fēng)聲和海浪聲中，除了有我們能夠聽到的聲波以外，也含有超過我們聽覺范圍的聲波。有些動物的器官如蝙蝠、蟋蟀、紡織娘等都能發(fā)出超聲波。

【03】超聲波也可以用人工方法來獲得，我們已能制造許多型式不同的超聲波發(fā)射器，并且可以根據(jù)需要發(fā)出從2萬到十億赫茲的各種頻率的超聲波。同時，我們也已能制造各種型式不同的超聲波接收器，利用它們可以接收各種超聲波信號。

【04】圖16·14是一種比較簡單的超聲波發(fā)生器，叫做伽耳頓笛。它是一根很短而具有尖銳邊緣的管子 C，空氣流在恒定的壓強(qiáng)下，從上端 A 處吹入，而由 B 處的圓形狹縫射到管 C 的尖銳邊緣上，引起各種不同頻率的振動。其中頻率與管 C 的固有頻率相同的那些將被加強(qiáng)。因此，可以得到一系列的超聲波。

【05】與普通的可聞波比較起來，超聲波具有許多特性，其中特別突出的有：(1)由于超聲波的頻率很大，因而波長很短。這種波長很短的超聲波，可以象光線那樣沿著直線傳播，使我們有可能只向某一個確定的方向發(fā)射超聲波，好比探照燈的光線那樣。(2)由超聲波所引起的媒質(zhì)微粒的振動，即使振幅很小，加速度也非常大，因此可以產(chǎn)生很大的力量。

【06】超聲波的這些特性，使它在近代的科學(xué)研究工作和工業(yè)技術(shù)上得到日益廣泛的應(yīng)用。例如，我們可以利用超聲波來測量海底的深度（圖16·15）和探索魚群、暗礁、潛水艇等。方法是把超聲波發(fā)送器和接收器貼在水面上，沿某一方向發(fā)送超聲波，并接受它由海底、魚群等障礙物上反射回來的超聲波。記錄發(fā)送與接收的時間間隔，根據(jù)聲波在水中的傳播速度，就可以計算出反射處的距離。這樣測量許多次，還可以畫出海底的地形圖來。此外，在發(fā)生大霧的時候，還可以利用超聲波來引導(dǎo)海船進(jìn)港。

【07】在工業(yè)上，超聲波可以用來檢驗金屬內(nèi)部的氣泡、傷痕、裂縫等缺陷。

【08】由于超聲波能夠使媒質(zhì)微粒產(chǎn)生很大的相互作用力，所以也被用來清除玻璃、陶瓷等制品表面的污垢，并對這些制品進(jìn)行加工（例如鉆極細(xì)的孔）。此外，還可以利用它來粉碎和剝落金屬表面的氧化膜，并使各種在通常情況下不能混合的液體混合在一起，制成各種乳濁液。超聲波也可以用來消滅細(xì)菌，因此往往被作為飲用水和食物等消毒之用。