超声波是频率在2×104-1012Hz的声波。超声广泛存在于自然界和日常生活中,如老鼠、海豚的叫声中含有超声成分,蝙蝠利用超声导航和觅食;金属片撞击和小孔漏气也能发出超声。
人们研究超声始于1830年,F. Savart曾用一个多齿轮,第一次人工产生了频率为2.4×104Hz的超声;1912年Titanic客轮事件后,科学家提出利用超声预测冰山;1916年第一次世界大战期间P. Langevin领导的研究小组开展了水下潜艇超声侦察的研究,为声纳技术奠定了基础;1927年,R. W. Wood 和A. E. Loomis 发表超声能量作用实验报告,奠定功率超声基础;1929年俄国学者Sokolov提出利用超声波良好穿透性来检测不透明体内部缺陷,以后美国科学家Firestone使超声波无损检测成为一种实用技术。
超声波测试把超声波作为一种信息载体,它已在海洋探查与开发、无损检测与评价、医学诊断等领域发挥着不可取代的独特作用。例如,在海洋应用中,超声波可以用来探测鱼群或冰山、潜艇导航或传送信息、地形地貌测绘和地质勘探等。在检测中,利用超声波检验固体材料内部的缺陷、材料尺寸测量、物理参数测量等。在医学中,可以利用超声波进行人体内部器官的组织结构扫描(B超诊断)和血流速度的测量(彩超诊断)等。
本实验简单介绍超声波的产生方法、传播规律和测试原理,通过对固体弹性常数的测量了解超声波在测试方面应用的特点,通过对试块尺寸的测量和人工反射体定位了解超声波在检验和探测方面的应用。