聽不見的聲音

超聲波是什么？

如果有人告訴你，聲音能切割金屬、能洗衣裳、能醫牙病，你一定會驚奇；可是，這些話一點也不假。

你知道什么是聲音嗎？你在大聲喊叫時，試把手放在嗓子上摸摸吧；你在敲鼓時，把手指湊到鼓面上去吧：你會發覺它們都在抖動。由于嗓子中的聲帶或鼓皮發生機械式的振動，把它們旁邊的空氣激起了波動，這波動在空氣中如水浪一樣流蕩到我們耳中，影響了我們的耳膜，我們就感覺到聲音。聲音，不單是能在空氣等氣體中傅播，而且能在液體，固體中傅播。把耳朵貼在地上，可以聽見遠處的腳步聲；把頭沒在水池中，可以聽見水中他處的聲音。發出聲音來的物體，有的振動得快，有的振動得慢；每秒鐘內振動的次數，叫做頻率。男人聲音的頻率低，女人頻率高；鑼鼓頻率低，簫笛頻率高；因此男人和鑼戴等的聲音，我們聽起來覺得很粗，而女人和簫笛等的聲音，卻覺得很尖。

但是，人的聽覺卻不能感受到全部的聲音。聲音的頻率必須在一定的范圍之內，我們才聽得到。這范圍各人不同，而且和年齡有關。平常人能聽到的聲音頻率范國是自每秒四十次左右起，到每秒一萬五千次左右止。頻率高得或低得超過了這范圍，我們的耳朵就不能感到它。

高頻率的機械式的聲波，就叫做超聲波。

有些動物很有趣，譬如狗等，具有很敏銳的聽覺，能感到人所聽不到的超聲波。馴狗的人常利用這一點，用掩蔽的超聲波哨音給狗作信號。

但是更有趣的要算是蝙蝠。我們知道，蝙蝠的視力很差，但是，它在夜間飛行時的辯別方向能力卻很強，不會碰到什么障礙物，就是電線或小樹枝也不會碰到。甚至把蝙蝠的眼睛弄瞎了，它也仍然能夠很好地辨別方向，這是什么道理呢？原來，蝙蝠在飛行時本身就會不斷地放出一種短促的超聲波。它放出超聲波以后便豎起大耳朵收聽超聲波有沒有回聲。如果沒有回聲，表示前面沒有障礙物，可以安全飛行。如果有回聲，表示前面有障礙物，蝙蝠就馬上轉換方向飛行。

超聲波具有很寶貴的特性：它能很容易穿進氣體、液體和固體，自由地在其中傅播開去。科學家和工程師就是利用這一特性，找到了超聲波的廣泛的用處。

超聲波的歷史

早在上一世紀，科學上就知道了有一種人聽不到的聲音。科學家們在實驗室內靠了一些專門儀器，能用人工把這些聲音轉達出來。但是那時還不知道超聲波有什么用處。人們不知道怎樣利用它；而且儀器也不完善。

1912年，一艘航海大輪船“巨人”，在海洋上跟浮在水面上的冰山相撞，毀掉了。撞毀的消息轟動了全世界。許多實驗室和研究所，都開始尋求一種能及時向海員預告危險的儀器。于是超聲波才開始應用起來。

科學家們利用的是聲音碰到阻礙就反射的特性。這是大家熟知的如普通的回聲一樣的特性。他們創制了一些專門裝置，這種裝置能在船前面發射聽不出的聲波。聲波碰到途中的冰山或船只，就反射回來，感覺靈敏的儀器立刻就覺察到這反射回來的聲波。海員這才得到一種能在黑夜或濃霧中向他們預告危險的工具。

既然聲波能從冰山反射回來，那末它也能同樣地從海底反射回來。聲音在歡中傅播的速度是知道的。我們知道了聲音從船傳播到海底再返回船上所經過的時間，就可以準確地判斷出海洋的深度。根據這個原理就創造了超聲波回聲測深器。從前，測量海洋深度時，必須把掛在繩索上的測深錘墜到海里去。這需要很大的努力，而且不是任何時候都能做到的?，F在，在海洋上任何地點，都能用回聲測深器在幾秒鐘之內測量出海洋的深度了。

在第二次世界大戰之前，超聲波很少得到應用。只是在最近幾年設計制造了可以發生強力超聲波的新儀器以后，超聲波的應用范圍才無比地擴大起來?，F有一種設備，發出來的超聲波能有相當于一百萬人齊聲高喊所產生的強度，這是非常強的。

歷格的檢查員

超聲波有一極好的特性：它能透入固體，如金屬、合金和陶器等?，F在這種特性正在廣泛地用來制造超聲波的檢查產品質量的儀器。工作人員可以依靠這種專門儀器，來檢查機器零件內部有沒有毛病。超聲波可以很便利地把裂縫、空洞和其他毛病發現出來。

鋼板或混凝土墻也可以用超聲波來自由地進行檢查。因為超聲波能透過這些固體，正和光線

能透過玻璃是一樣的。蘇聯學者薩科洛夫教授，創制了一架完全新式的儀器，它不單能發現毛病，而且能看出毛病的輪廓。現在許多物體，對我們說來，已成了“透明的”了。檢查人員能象檢查玻璃一樣看到金屬產品中的裂縫。

超聲波質量檢驗器在機器制造業、冶金業和建筑工程中也應用起來了。超聲波是最敏銳的、最嚴格的檢查員。在許多技術部門中，它已排擠掉笨重而價格昂貴的X光器械。

超聲波能把材料加工

有些材料很容易打孔。比如說鉆子很容易鉆進木頭、軸承和生鐵里去。但是，把玻璃、磁器或陶器開孔，卻幾乎是不可能的事，這些東西會裂縫、會破碎。

但是應用了超聲波，就是最“不聽話的”材料也會馬上變得順從起來。用超聲波不單可以在玻璃、石英和陶器上開圓孔，并且可以開出各種形狀的孔來：菱形的、多角形的和星形的?，F在甚至于已學會了用超聲波切割極硬極硬的合金。

超聲波也能把金屬作其他的加工。例如，能很容易地把鋁焊接起來。鋁在平常是很難焊接的：它上面由于空氣的接觸而生出一層薄膜，很難和焊料接合起來。而超聲波能很容易地鏟去鋁上的這層薄膜，使零件能夠焊接上。同樣，它也能悍鍍不銹鋼和鎢等等難焊鍍的金屬。

用超聲波洗衣服

連小學生也知道，水銀在水中是凝成一粒粒的；油也一樣，不和水相混。但是，如把液體用超聲波來照射，水銀或油馬上就慢慢地化成了微小的顆粒，和水混合成為一種性能很好的能保持很久的乳狀液。

超聲波對液體的這種作用已在各種不同的生產都門中應用起來?？苛顺暡ǖ膸椭蛊じ锏慕七^程加快了八倍，使為生產地下電纜用的織物浸制過程也加速了好多。

超聲波是個非常高明的洗衣工人。有人曾進行過這樣的試驗：把一塊布在鹵水中煮三個鐘頭；再拿一塊同樣的布放在鹵水中用超聲波照射，十分鐘后，這塊布卻比頭一塊布白凈得多。超聲波洗衣機已經制造成功了。

超聲波對液體的這種作用，也廣泛地應用于無線電工業中。不久以前，在一個制造無線電燈泡的工廠事間中，堆積著大量的細小的陰極管，這些管子都很臟，而且很難洗干凈。樣樣方法都用過了：把它們放在滾熱的有機溶解劑中、用專門的刷子刷洗；但是，管中某些部份還是無法洗凈。

靈巧的、無孔不入的超聲波，鉆入了零件中似乎是無法進入的部份，不聲不響地工作著，很快就把陰極管在液體里洗凈了。

它能抵上十五個到二十個人工，而且遠比人洗得細致干凈。每六分鐘，水盆中就可以拿出九百只洗得非常干凈的零件。這使積壓著的不潔零件可以洗清。于是，原來無用的陰極管有百分之九十又可以投入生產了。

醫生的助手

我們知道，保持我們呼吸的空氣清潔，消除空氣中的煙、灰塵、及其他有害的雜物，對我們的健康非常重要。超聲波在這方面也能給我們以幫助。有一種叫做超聲波汽笛的專門裝置，能使未燃盡的燃料微粒、灰塵和其他雜物降落在一個特制的槽中。

莫斯科的國立物理治療研究所有一間研究室里，裝置了一架特制的超聲波機器。護士拿著附在這架機器上的小金屬筒在病人身休上徐徐地移來移去。原來這是在用超聲波治病。它能醫治發炎、停止某些疾病引起的疼痛。

不久以前，美國造出了醫牙齒用的超聲波鉆孔器。這使牙齒上面的法瑯質的手術進行得更快，大大地減輕了疼痛的感覺。

超聲波也能用來消毒。它能大量地消減各種微生物。超聲波能迅速地割裂微生物的薄膜，因而能把其中含有的液體用來制造防治疾病的血清和疫苗。

醫生們正在設法利用超聲波的反射特性來替瞎子創造一種隨身攜帶的儀器，讓他們走路時能夠觀察方向，免得碰到障礙。

好求知的人類，一年年更深入地鉆進了自然界的秘密。在我們這時代，技術飛快地發展著。這幾年來，人類已使原子能為自已服務，應用了奇妙的半導體，發明了復雜的計算機。在這許多突出的工作中，超聲波的研究也與著重要的地位。

目前科學家們正在和工程師門在一起合制著一種新的經濟實用的發電機——一種價廉物美的用電聲振動來發電的機器。

（根據蘇聯“青年一代”1956年第2期譯寫）