超声学发展历史超声的研究和发展

超声学发展历史超声的研究和发展,与媒质中超声的产生和接收的研究密切相关

1883年首次制成超声气哨,此后又出现了各种形式的气哨、汽笛和液哨等机械型超声发生器(又称换能器)

由于这类换能器成本低,所以经过不断改进,至今还仍广泛地用于对流体媒质的超声处理技术中

20世纪初,电子学的发展使人们能利用某些材料的压电效应和磁致伸缩效应制成各种机电换能器

1917年,法国物理学家朗之万用天然压电石英制成了夹心式超声换能器,并用来探查海底的潜艇

随着军事和国民经济各部门中超声应用的不断发展,又出现更大超声功率的磁致伸缩换能器,以及各种不同用途的电动型、电磁力型、静电型换能器等多种超声换能器

材料科学的发展,使得应用最广泛的压电换能器也由天然压电晶体发展到机电耦合系数高、价格低廉、性能良好的压电陶瓷、人工压电单晶、压电半导体以及塑料压电薄膜等

产生和检测超声波的频率,也由几十千赫提高到上千兆赫

产生和接收的波型也由单纯的纵波扩大为横波、扭转波、弯曲波、表面波等

如频率为几十兆赫到上千兆赫的微型表面波都已成功地用于雷达、电子通信和成像技术等方面

近年来,为了物质结构等基础研究的需要,超声波的产生和接收还在向更高频率(10¹²赫以上)发展

例如在媒质端面直接蒸发或溅射上压电薄膜或磁致伸缩的铁磁性薄膜,就可获得数百兆赫直至几万兆赫的超声;利用凹型的微波谐振腔,可在石英棒内获得几万兆赫的超声

此外,用热脉冲、半导体雪崩、超导结、光子与声子的相互作用等方法,产生或接收更高频率的超声

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