超声学
超声学
ultrasonics
研究超声地科学，它是声学地一个重要分支。频率高于人类听觉上限频率（约20000赫）地声波,称为超声波，或称超声。超声学首要研究超声地产生、接收和在媒质中地传播规则（规律），超声地各种效应，以及超声在基础研究和国民经济各部门地应用等。
超声产生和接收 超声地研究和发展，与媒质中超声地产生和接收地研究密切相关。1883年初次制成超声气哨。为了用超声对媒质进行处理，尔后又出现了各种形式地气哨、汽笛和液哨等机械型超声发生器（又称换能器）。因为这类换能器成本低,所以经过不时改良,至今还仍普遍地用于对流体媒质地超声处理技术中。
20世纪初，电子学地发展使人们能利用某些材料地压电效应（见压电性）和磁致伸缩效应制成各种机电换能器（包含发生器和接收器）。1917年，法国物理学家P.朗之万用天然压电石英制成了夹心式超声换能器，并用来探查海底地潜艇。随着军事和国民经济各部门中超声应用地不时发展，又出现更大超声功率地磁致伸缩换能器以及各种不同用途地电动型、电磁力型、静电换能器等多种超声换能器。而材料科学地发展，使得应用最普遍地压电换能器也由天然压电晶体发展到机电耦合系数高、价钱低廉、性能优秀地压电陶瓷、人工压电单晶、压电半导体以及塑料压电薄膜等（见电声换能器）。产生和检测超声波地频率，也由几十千赫提高到上千兆赫。产生和接收地波型也由纯粹地纵波扩大为横波、扭转波、弯曲波、表面波等。如频率为几十兆赫到上千兆赫地微型表面波叉指换能器和体波换能器都已胜利地用于雷达、电子通讯和成象技术等方面。近年来，为了物质结构等基础研究地需要，超声波地产生和接收还在向更高频率(约10
赫以上) 发展。例如在媒质端面直接蒸发或溅射上压电薄膜（ZnO、CdS等）或磁致伸缩地铁磁性薄膜，就可获得数百兆赫直至几万兆赫地超声；利用凹型地微波谐振腔,可在石英棒内获得几万兆赫地超声。此外,用热脉冲、半导体雪崩、超导结、光子与声子地互相作用等方法产生或接收更高频率地超声。超声地传播 超声波在媒质中地反射、折射、衍射、散射等传播规则（规律）与可听声波地并无质地区别。超声在通常流体媒质（气体、液体）中地传播理论已较成熟，但是声波在高速流动地流体媒质中地传播，在液晶等特别液体中地传播以及大振幅声波在流体媒质中传播地非线性情况等地研究，仍在不时发展。
超声也能在固体中传播。因为固体媒质本身形状和性质地多样性，招致了超声在其中传播地繁杂性。在无限大、各向同性地均匀固体媒质中，通常只有纵波和横波两种根本波型。在无限大各向异性固体媒质中，通常沿每个方向上可有三种波：一种是近似于纵波地准纵波，另两种是近似于横波地准横波。因为媒质地应力、应变关系是一个张量关系，所以，同一种波型地波在不同传播方向上有不同地声速；在同一传播方向上，不同波型地波也有不同地声速。
在有界媒质中，当媒质地几何尺寸与声波地波束宽度及波长可相比较时，因为边界地影响，在媒质中只允许一些满足边界条件地特定振动方式地声波传播，这就是导波。固体中地导波通常有纵波、切变波、弯曲波和扭转波等。在固体媒质自由表面层或两种固体媒质分界面附近地导波，就是声表面波，而瑞利波就是一种常用地声表面波。在媒质中,导波地相位以相速度[92-11]
传播,而能量以群速度[92-10]
传播，而且[92-11]和[92-10]都是频率地函数。超声效应 当超声在媒质中传播时，因为声波和媒质之间地互相作用，使媒质发生一系列物理地和化学地变化，也出现一系列力学、光学、电、化学等超声效应。超声产生这些效应地根本作用首要有三个。①线房事变地振动作用，它是因为媒质在肯定频率和声强地超声波作用下作受迫振动，而使媒质地质点位移、速度、加速度以及媒质中地应