的重要發展。將聲訊號變成電訊號,而電訊號可經過電子計算機的儲存和處理,用聲全息或聲成像給出的較多的資訊充分反應被檢物件的情況,這就大大優於一般的超聲檢測方法。固體位錯上的聲發射則是另一個無損檢測方法的基礎。
聲波在固體和液體中的非線性特性可透過媒質中聲速的微小變化來研究,應用聲波的非線性特性可以實現和研究聲與聲的相互作用,它還用於高解析度的參量聲吶(見非線性聲學)中。用熱脈衝產生的超聲頻率可達到1012hz以上,為凝聚態物理開闢了新的研究領域。(未完待續)
第256章 物理學之聲學 下
次聲學主要是研究大氣中週期為一秒至幾小時的壓力起伏。火山爆發、地震、風暴、颱風等自然現象都是次聲源。研究次聲可以更深入地瞭解上述這些自然現象。次聲在國防研究上也有重要應用,可以用來偵察和辨認大型爆破、火箭發射等。大氣對次聲的吸收很小,比較大的火山爆發,氫彈試驗等產生的次聲繞地球幾周仍可被收到,可用次聲測得這些事件。固體地球內聲波的研究已發展為地震學。
研究液氦中的聲傳播也很有意義。早在40年代,Л。Д。朗道就預計液氦溫度低於λ?點時可能有周期性的溫度波動,後來將這種溫度波稱為第二聲,而壓力波為第一聲。對第一聲和第二聲的研究又得到另外兩種聲:第三聲超流態氦薄膜上超流體的縱波,第四聲多孔材料孔中液氦中超流體內的壓縮波。深入研究這些現象都已經成為研究液氦的物理特性尤其是量子性質的重要手段。
聲波可以透過所有物體:不論透明或不透明的,導電或非導電的,包括了其他輻射(如電磁波等)所不能透過的物質。因此,從大氣、地球內部、海洋等宏大物體直到人體組織、晶體點陣等微小部分都是聲學的實驗室。近年來在地震觀測中,測定了固體地球的簡正振動,找出了地球內部運動的準確模型,月球上放置的地聲接收器對月球內部監測的結果,也同樣令人滿意。進一步監測地球內部的運動,最終必將實現對地震的準確預報,從而避免大量傷亡和經濟損失。
通訊應用
語言通訊:主要研究語言的分析、合成和機器識別問題。錄放聲裝置和電子計算機的發展在這些工作中起了很大促進作用。已作到語言可以根據打字文稿按聲學規律合成聲音,有限詞彙的口語可以用機器自動識別,口語也可以轉化為電碼或由電碼再轉換為聲音(聲碼器)並儲存原來口語的特性。現在語言通訊的裝置還比較複雜。系統的質量和侷限還有待於改進。這種改進不僅是技術上的,更重要的是對語言的產生和感知的基本理解。這隻有深入進行語言和聽覺的基礎研究才能得到解決,而不是近期所能完成的。
醫療應用
除了助聽、助語裝置外。聲學在醫學中還有很多可以應用的方面,但發展都很不夠或根本未發展。特別是在治療方面。有跡象說明低強度超聲可加速傷口癒合,同時施用超聲和x射線可使對癌症的輻射治療更加有效,超聲輻射可治癒腦血栓等,但這些都未形成常規的治療手段。主要原因是不能確定適當的劑量,超聲治療的機理不明,不清楚是區域性加熱的結果,還是促進體液的流動起的作用。
超聲檢查體內器官並加以顯示的方法有廣泛的應用聲波可透過人體並對體內任何阻抗的變化靈敏(折射、反射),因此超聲透視顱內、心臟或腹內的某些功效遠非x射線可比。而且不存在輻射病,但使用時也有侷限。超聲全息用於體內無損檢測的技術則尚待發展。達到臨床使用的超聲技術還包括利用多普勒效應查體內運動(包括胎兒運動及血管內血液的流速等),神經外科在腦的深部用聚焦的超聲波造成破壞而不影響大腦的其他部分,利用超聲處理治療人耳中的平衡機構等。牙科用超聲鑽鑽