超聲波由于頻率高、波長短,超聲波傳播過程中的特點:
1.方向性好
由于超聲波的頻率高,其波長較同樣介質中的聲波波長短得多,衍射現象不明顯,所以超聲波的傳播方向好。
2.能量大
超聲波在介質中傳播,當振幅相同時, 振動頻率越高能量越大。因此,它比普通聲波具有大得多的能量。
3.穿透能力強
超聲波雖然在氣體中衰減很強,但在固體和液體中衰減較弱。在不透明的固體中,超聲波能夠穿透幾十米的厚度,所以超聲波在固體和液體中應用較廣。
4.引起空化作用
在液體中傳播時,超聲波與聲波一樣是一種疏密的振動波,液體時而受拉時而逐級壓,產生近于真空或含少量氣體的空穴。在聲波壓縮階段,空穴被壓縮直至崩潰。在空穴崩潰時產生放電和發光現象,這種現象稱為空化作用。
5.熱作用
超聲波在媒介中傳播時,大振幅聲波會形成鋸齒形波面的周期性激波,在波面處造成很大的壓強梯度。振動能量不斷被媒介吸收轉化為熱量而使媒介溫度升高,吸收的能量可升高媒介的整體溫度和邊界外的局部溫度等。
6.機械作用
超聲波是機械能量的傳遞形式,與波動過程有關,會產生線性的交變振動作用,原點位移、振動速度、加速度以及聲壓參數可以表現超聲效應。超聲波在液體中傳播時,其間質點位移振幅雖然很小,但超聲引起的質點加速度卻非常大。當20khz、1w㎡的超聲波在水中傳播時,其產生的超聲波壓力在-173kpa-173kpa,質點加速度達14.4km/s2。因此,超聲波作用于液體時會產生激烈而快速變化的機械運動。