Ⅰ 重慶超聲波
超聲波有危害嗎?如果有,是什麼?如果沒有,為什麼?
懸賞分：5 - 解決時間：2006-9-24 18:02
如題
提問者： czwx2 - 助理 二級 最佳答案
超聲波
頻率高於20000 Hz（赫茲）的聲波。研究超聲波的產生、傳播 、接收，以及各種超聲效應和應用的聲學分支叫超聲學。產生
超聲波的裝置有機械型超聲發生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應和電磁作用原理製成的電動超聲發生器、
以及利用壓電晶體的電致伸縮效世畝應和鐵磁物質的磁致伸縮效應製成的電聲換能器等。
超聲效應 當超聲波在介質中傳播時，由於超聲波與介質的相互作用，使介質發生物理的和化學的變化，從而產生
一系列力學的、熱的、電磁的和化學的超聲效應，包括以下4種效應：
①機械效應。超聲波的機械作用可促成液體的乳化、凝
膠的液化和固體的分散。當超聲波流體介質中形成駐波時 ，
懸浮在流體中的微小顆粒因受機械力的作用而凝聚在波節處，
在空間形成周期性的堆積。超聲波在壓搜舉森電材料和磁致伸縮材
料中傳播時，由於超聲波的機械作用而引起的感生電極化和
感生磁化（見電介質物理學和磁致伸縮）。
②空化作用。超聲波作用於液體時可產生大量小氣泡 。
一個原因是液體內局部出現拉應力而形成負壓，壓強的降低
使原來溶於液體的氣體過飽和，而從液體逸出，成為小氣泡。
另一原因是強大的拉應力把液體「撕開」成一空洞，稱為空
化。空洞內為液體蒸氣或溶於液體的另一種氣體，甚至可能
是真空。因空化作用形成的小氣泡會隨周圍介質的振動而不
斷運動、長大或突然破滅。破滅時周圍液體突然沖入氣泡而
產生高溫、高壓，同時產生激波。與空化作用相伴隨的內摩
擦可形成電荷，並在氣泡內因放電而產生發光現象。在液體
中進行超聲處理的技術大多與空化作用有關。
③熱效應。由於超聲波頻率高，能量大，被介質吸收時
能產生顯著的熱效應。
④化學效應。超聲波的作用可促使發生或加速某些化學
反應。例如純的蒸餾水經超聲處理後產生過氧化氫；溶有氮
氣的水經超聲處理後產生亞硝酸；染料的水溶液經超聲處理
後會變色或退色。這些現象的發生總與空化作用相伴隨。超
聲波還可加速許多化學物質的水解、分解和聚合過程。超聲
波對光化學和電化學過程也有明顯影響。各種氨基酸和其他
有機物質的水溶液經超聲處理後，特徵吸收光譜帶消失而呈
均勻的一般吸收，這表明空化作用使分子結構發生了改變 。
超聲應用 超聲效應已廣泛用於實際，主要有如下幾方
面：
①超聲檢驗。超聲波的波長比一般聲波要短，具有較好
的方向性，而且能透過不透明物質，這一特性已被廣泛用於
超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術。
超聲成像是利用超聲波呈現不透明物內部形象的技術 。
把從換能器發出的超聲波經聲透鏡聚焦在不透明試樣上，從
試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息（如對聲波的反射、
吸收和散射的能力），經聲透鏡匯聚在壓電接收器上，所得
電信號輸入放大器，利用掃描系統可把不透明試樣的形象顯
示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術已
在醫療檢查方面獲得普遍應用，在微電子器件製造業中用來
對大規模集成電路進行檢查，在材料科學中用來顯示合金中
不同組分的區域和晶粒間界等。
聲全息術是利用超聲波的干涉原理記錄和重現不透明物
的立體圖像的聲成像技術，其原理與光波的全息術基本相同，
只是記錄手段不同而已（見答者全息術）。用同一超聲信號源激
勵兩個放置在液體中的換能器，它們分別發射兩束相乾的超
聲波：一束透過被研究的物體後成為物波，另一束作為參考
波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖，用激光
束照射聲全息圖，利用激光在聲全息圖上反射時產生的衍射
效應而獲得物的重現像，通常用攝像機和電視機作實時觀察。
②超聲處理。利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應
和化學效應，可進行超聲焊接、鑽孔、固體的粉碎、乳化 、
脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生
物學研究等，在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛
應用。
③基礎研究。超聲波作用於介質後，在介質中產生聲弛
豫過程，聲弛豫過程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運過
程，並在宏觀上表現出對聲波的吸收（見聲波）。通過物質
對超聲的吸收規律可探索物質的特性和結構，這方面的研究
構成了分子聲學這一聲學分支。
普通聲波的波長遠大於固體中的原子間距，在此條件下
固體可當作連續介質 。但對頻率在1012赫以上的 特超聲波 ，
波長可與固體中的原子間距相比擬，此時必須把固體當作是
具有空間周期性的點陣結構。點陣振動的能量是量子化的 ，
稱為聲子（見固體物理學）。特超聲對固體的作用可歸結為
特超聲與熱聲子、電子、光子和各種准粒子的相互作用。對
固體中特超聲的產生、檢測和傳播規律的研究，以及量子液
體——液態氦中聲現象的研究構成了近代聲學的新領域——
量子聲學。
<危害>:
超聲波的頻率高至20000Hz以上（每秒振動20000次以上），由於它的頻率高，因此具有以下特點：（a）方向性好，幾乎沿直線傳播；（b）穿透能力強，能穿透許多電磁波不能穿透的物質；（c）在媒質中傳播時能產生巨大的作用力，可以用來為硬質材料做切割、鑿孔等，也可以用來清洗和消毒等對於超聲波的應用，我們比較熟悉的就是醫院中常用的B超，它是把超聲波射入人體，根據人體組織對超聲波的傳導和反射能力的變化來判斷有無異常，如對人體臟器做病變檢查、結石檢查等，它具有對人體無損傷、簡便迅速的優點．
次聲又稱亞聲，是頻率在20Hz以下的低頻率波．許多自然災害如地震、火山爆發、龍卷風等在發生前都會發出次聲波．次聲波對人體能夠造成危害，引起頭痛、嘔吐、呼吸困難等症狀．在20世紀30年代，美國一位物理學家做過實驗：他把一台次聲發生器帶進劇場，開演後悄悄地打開，然後坐在自己的包廂內觀察動靜，只見坐在次聲器四周的觀眾產生一種惶恐不安和迷惑不解的神情，並很快蔓延到整個劇場．次聲波的特點是來源廣、傳播遠、穿透力強科學家們利用它來預測台風、研究大氣結構等．在軍事上可以利用次聲來偵察大氣中的核爆炸、跟蹤導彈等等．
1890年， 一艘名叫「馬爾波羅號」帆船在從紐西蘭駛往英國的途中，突然神秘地失蹤了． 20年後，人們在火地島海岸邊發現了它．奇怪的是：船上的開都原封未動．完好如初．船長航海日記的字跡仍然依稀可辨；就連那些死已多年的船員，也都「各在其位」，保持著當年在崗時的「姿勢」；
1948年初，一艘荷蘭貨船在通過馬六甲海峽時，一場風暴過後，全船海員莫明其妙地死光；在匈牙利鮑拉得利山洞入口， 3名旅遊者齊刷刷地突然倒地，停止了呼吸......
上述慘案，引起了科學家們的普遍關注，其中不少人還對船員的遇難原因進行了長期的研究．就以本文開頭的那樁慘案來說，船員們是怎麼死的？是死於天火或是雷擊的嗎？不是，因為船上沒有絲毫燃燒的痕跡；是死於海盜的刀下的嗎？不！遇難者遺骸上看到死前打鬥的跡象；是死於飢餓乾渴的嗎？也不是！船上當時貯存著足夠的食物和淡水．至於前面提到的第二樁和第三樁慘案，是自殺還是他殺？死因何在？兇手是誰？檢驗的結果是：在所有遇難者身上，都沒有找到任何傷痕，也不存在中毒跡象．顯然，謀殺或者自殺之說已不成立．那麼，是以及病一類心腦血管疾病的突然發作致死的嗎？法醫的解剖報告表明，死者生前個個都很健壯！
經過反復調查，終於弄清了製造上述慘案的「兇手」，是一種為人們所不很了解的次聲的聲波．次聲波是一種每秒鍾振動數很少，人耳聽不到的聲波．次聲的聲波頻率很低，一般均在20兆赫以下，波長卻很長，傳播距離也很遠．它比一般的聲波、光波和無線電波都要傳得遠．例如，頻率低於1赫的次聲波，可以傳到幾千以至上萬公里以外的地方．1960年，南美洲的智利發生大地震，地震時產生的次聲波傳遍了全世界的每一個角落！1961年，蘇聯在北極圈內進行了一次核爆炸，產生的次聲波竟繞地球轉了5圈之後才消失！
次聲波具有極強的穿透力，不僅可以穿透大氣、海水、土壤，而且還能穿透堅固的鋼筋水泥構成的建築物，甚至連坦克、軍艦、潛艇和飛機都不在話下．次聲穿透人體時，不僅能使人產生頭暈、煩燥、耳鳴、惡心、心悸、視物模糊，吞咽困難、胃痛、肝功能失調、四肢麻木，而且還可能破壞大腦神經系統，造成大腦組織的重大損傷．次聲波對心臟影響最為嚴重，最終可導致死亡．
為什麼次聲波能致人於死呢？
原來，人體內臟固有的振動頻率和次聲頻率相近似（0.01～20赫），倘若外來的次聲頻率與體內臟的振動頻率相似或相同，就會引起人體內臟的「共振」，從而使人產生上面提到的頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等等一系列症狀．特別是當人的腹腔、胸腔等固有的振動頻率與外來次聲頻率一致時，更易引起人體內臟的共振，使人體內臟受損而喪命．前面開頭提到的發生在馬六甲海峽的那樁慘案，就是因為這艘貨船在駛近該海峽時，恰遇上海上起了風暴．風暴與海浪摩擦，產生了次聲波．次聲波使人的心臟及其它內臟劇烈抖動、狂跳，以致血管破裂，最後促使死亡．
次聲雖然無形，但它卻時刻在產生並威脅著人類的安全．在自然界，例如太陽磁暴、海峽咆哮、雷鳴電閃、氣壓突變；在工廠，機械的撞擊、摩擦；軍事上的原子彈、氫彈爆炸試驗等等，都可以產生次聲波．
由於次聲波具有極強的穿透力，因此，國際海難救助組織就在一些遠離大陸的島上建立起「次聲定位站」，監測著海潮的洋面．一旦船隻或飛機失事附海，可以迅速測定方位，進行救助．
近年來，一些國家利用次聲能夠「殺人」這一特性，致力次聲武器——次聲炸彈的研製盡管眼下尚處於研製階段，但科學家們預言；只要次聲炸彈一聲爆炸，瞬息之間，在方圓十幾公里的地面上，所有的人都將被殺死，且無一能倖免．次聲武器能夠穿透15厘米的混凝土和坦克鋼板．人即使躲到防空洞或鑽進坦克的「肚子」里，也還是一樣地難逃殘廢的厄運．次聲炸彈和中子彈一樣，只殺傷生物而無損於建築物．但兩者相比，次聲彈的殺傷力遠比中子彈強得多．
<作用>：
超聲波：
超聲治療學是超聲醫學的重要組成部分。超聲治療時將超聲波能量作用於人體病變部位，以達到治療疾患和促進機體康復的目的。
在全球，超聲波廣泛運用於診斷學、治療學、工程學、生物學等領域。賽福瑞家用超聲治療機屬於超聲波治療學的運用范疇。
（一）工程學方面的應用：水下定位與通訊、地下資源勘查等
（二）生物學方面的應用：剪切大分子、生物工程及處理種子等
（三）診斷學方面的應用：A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等
（四）治療學方面的應用：理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等
超聲波的特點:
1、超聲波在傳播時，方向性強，能量易於集中。
2、超聲波能在各種不同媒質中傳播，且可傳播足夠遠的距離。
3、超聲與傳聲媒質的相互作用適中，易於攜帶有關傳聲媒質狀態的信息（診斷或對傳聲媒質產生效應。（治療）
超聲波是一種波動形式，它可以作為探測與負載信息的載體或媒介（如B超等用作診斷）；超聲波同時又是一種能量形式，當其強度超過一定值時，它就可以通過與傳播超聲波的媒質的相互作用，去影響，改變以致破壞後者的狀態，性質及結構（用作治療）。
超聲波的發展史:
一、國際方面：
自19世紀末到20世紀初，在物理學上發現了壓電效應與反壓電效應之後，人們解決了利用電子學技術產生超聲波的辦法，從此迅速揭開了發展與推廣超聲技術的歷史篇章。
1922年，德國出現了首例超聲波治療的發明專利。
1939年發表了有關超聲波治療取得臨床效果的文獻報道。
40年代末期超聲治療在歐美興起，直到1949年召開的第一次國際醫學超聲波學術會議上，才有了超聲治療方面的論文交流，為超聲治療學的發展奠定了基礎。1956年第二屆國際超聲醫學學術會議上已有許多論文發表，超聲治療進入了實用成熟階段。
二、國內方面：
國內在超聲治療領域起步稍晚，於20世紀50年代初才只有少數醫院開展超聲治療工作，從1950年首先在北京開始用800KHz頻率的超聲治療機治療多種疾病，至50年代開始逐步推廣，並有了國產儀器。公開的文獻報道始見於1957年。到了70年代有了各型國產超聲治療儀，超聲療法普及到全國各大型醫院。
40多年來，全國各大醫院已積累了相當數量的資料和比較豐富的臨床經驗。特別是20世紀80年代初出現的超聲體外機械波碎石術和超聲外科，是結石症治療史上的重大突破。如今已在國際范圍內推廣應用。高強度聚焦超聲無創外科，已使超聲治療在當代醫療技術中占據重要位置。而在21世紀(HIFU)超聲聚焦外科已被譽為是21世紀治療腫瘤的最新技術。
超聲波治病機理:
1．機械效應：超聲在介質中前進時所產生的效應。（超聲在介質中傳播是由反射而產生的機械效應）它可引起機體若干反應。超聲振動可引起組織細胞內物質運動，由於超聲的細微按摩，使細胞漿流動、細胞震盪、旋轉、摩擦、從而產生細胞按摩的作用，也稱為「內按摩」這是超聲波治療所獨有的特性，可以改變細胞膜的通透性，刺激細胞半透膜的彌散過程，促進新陳代謝、加速血液和淋巴循環、改善細胞缺血缺氧狀態，改善組織營養、改變蛋白合成率、提高再生機能等。使細胞內部結構發生變化，導致細胞的功能變化，使堅硬的結締組織延伸，松軟。
超聲波的機械作用可軟化組織，增強滲透，提高代謝，促進血液循環，刺激神經系統和細胞功能，因此具有超聲波獨特的治療意義。
2．溫熱效應：人體組織對超聲能量有比較大的吸收本領，因此當超聲波在人體組織中傳播過程中，其能量不斷地被組織吸收而變成熱量，其結果是組織的自身溫度升高。
產熱過程既是機械能在介質中轉變成熱能的能量轉換過程。即內生熱。超聲溫熱效應可增加血液循環，加速代謝，改善局部組織營養，增強酶活力。一般情況下，超聲波的熱作用以骨和結締組織為顯著，脂肪與血液為最少。
3．理化效應：超聲的機械效應和溫熱效應均可促發若干物理化學變化。實踐證明一些理化效應往往是上述效應的繼發效應。TS-C型治療機通過理化效應繼發出下列五大作用：
A.彌散作用：超聲波可以提高生物膜的通透性，超聲波作用後，細胞膜對鉀，鈣離子的通透性發生較強的改變。從而增強生物膜彌散過程，促進物質交換，加速代謝，改善組織營養。
B.觸變作用：超聲作用下，可使凝膠轉化為溶膠狀態。對肌肉，肌腱的軟化作用，以及對一些與組織缺水有關的病理改變。如類風濕性關節炎病變和關節、肌腱、韌帶的退行性病變的治療。
C.空化作用：空化形成，或保持穩定的單向振動，或繼發膨脹以致崩潰，細胞功能改變，細胞內鈣水平增高。成纖維細胞受激活，蛋白合成增加，血管通透性增加，血管形成加速，膠原張力增加。
D.聚合作用與解聚作用：水分子聚合是將多個相同或相似的分子合成一個較大的分子過程。大分子解聚，是將大分子的化學物變成小分子的過程。可使關節內增加水解酶和原酶活性增加。
E.消炎，修復細胞和分子：超聲作用下，可使組織PH值向鹼性方面發展。緩解炎症所伴有的局部酸中毒。超聲可影響血流量，產生致炎症作用，抑制並起到抗炎作用。使白細胞移動，促進血管生成。膠原合成及成熟。促進或抑制損傷的修復和癒合過程。從而達到對受損細胞組織進行清理、激活、修復的過程。
次聲波：
由於次聲的頻率很低，所以大氣對次聲波的吸收系數很小，因而其穿透力極強，可傳播至極遠處而能量衰減很小。10Hz以下的次聲波可以傳播至數千千米的距離。1983年夏，位於印度尼西亞蘇門答臘島和爪哇島之間的喀拉喀托火山爆發，火山爆發時產生的強次聲波繞地球轉了3圈，歷時108小時後才慢慢消逝。全世界的微氣壓計都記錄到了它的振動餘波。1986年1月29日，美國太空梭"挑戰者"號升空爆炸，爆炸產生的次聲波歷時12小時53分鍾，其爆炸威力之強，連遠在1萬多千米處的我國北京香山中科院聲學研究所監測站的監測儀都"聽"到了。通常的隔音吸音方法對次聲波的特強穿透力作用極微，7000 Hz的聲波用一張紙即可隔擋，而7Hz的次聲波用一堵厚牆也擋不住，次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土