腾讯科技讯 10月9日10时,中国科学院资深院士、我国著名的超声学专家应崇福院士在做客腾讯网时向网友们介绍了超声学的原理及用途,并称,人类是从泰坦尼克号沉船事件中得到启发使用超声学,第一次世界大战推进了超声学的发展。

中国科学院应崇福院士做客腾讯网
以下为此次访谈文字实录:
郭桐兴:各位观众,大家上午好!欢迎大家来到院士访谈栏目。今天我们非常荣幸地请到了中国科学院资深院士,中国科学院声学研究所研究员,中国声学学会名誉理事长,曾任中国科学院声学研究所超声研究室主任,中国科学院声学研究所副所长,中国机械工程学会副理事长,中国声学学会理事长,我国著名声学专家——应崇福先生!应老,您好!欢迎您!
应崇福:谢谢。
郭桐兴:我们向大家介绍一下,应老以前主编了一本有关声学的教科书,名字叫《超声学》,同时还写了两本科普书,一本书名字叫《超声的原理和应用》,另一本是《我们身边的超声世界》,这两本书,有感兴趣的朋友可以找来看一看。我们今天主要是请应老谈一下有关超声学方面的一些问题。首先我们请应老介绍一下,什么是超声学?超声学是研究什么问题的学问,对人类生活有什么帮助和作用?
应崇福:大家都知道声音,声音有几个特征和特点,一个是声音的大小,这个很容易分辨出来。还有一个是声音的“音”,比方唱歌有高音、低音,这个牵扯到一个所谓振动频率的问题,因为声音本身是一种振动,我们喉带的振动,空气里分子的振动一直传到耳朵,耳膜的振动,这个振动就有一个快慢。快慢就是我们今天所说的频率,就是每秒钟振动多少次。一般的声音,物质的振动大概是几千赫上下,我们说得比较严谨点是20赫到一两万赫,我们讲话的时候,就是这些普通的声音、可以听见的声音。
郭桐兴:这个赫是不是可以理解成声音每秒钟振动的次数。
应崇福:是。问题就在于,如果我们声音的振动更高,有没有这么一个东西,它听不听得见,有什么用?这就要实验了,就想把音提得很高很高,比如说有一个方法,敲打得越来越快,越来越快,发现这个声音越来越尖,敲打得越快,声音越来越尖,就是说我们的频率越高,到了一个程度,反而听不见了。是能够产生得出来,用机械的办法可以产生出来很高的频率,到很高的频率就听不见了。现在我们一般地说,每秒两万赫或者是每秒振动两万次以上的声音,要区别于平常可听见的声音,就叫做超声。
郭桐兴:超过能听到的声音。
应崇福:也就是频率上它有超高性。
郭桐兴:顾名思义叫超声。
应崇福:可以高到什么程度呢?比方说几千万,几亿万都可以产生,我们人工可以产生的。产生上现在在学科上是有办法的。但是问题就在于,产生这些东西有什么用处没有,否则的话,人类也不值得去产生它,去研究它。后来发现,超声频率高虽然听不见,它也有它的一些用途,而且和人们的生活关系比较密切。这样又想方法去了解超声的规律,而且去利用它,这样发展起来就成了一个超声学了。它的特点,一个是频率高了,频率高的本身有一个特点,就是如果频率高的话,它的声音的方向性比较强,比方说我们现在可听的声音,频率比超声是低的,但是声音出来的时候,四面八方都听得见。比方我在前面讲话,我后面一定能听得见。频率高的,有一个特殊的就是,像手电一样,它的方向性比较强,指向同一个方向。看你频率的高低,发声声源大小,能够有这么一个特点,但是它还有很多特点。这个特点就确定它有一些特殊的用途,而且很广泛的用途。现在我们知道一个用途,恐怕大家熟悉的就是B超了。
郭桐兴:这是大家最容易理解的,比较接近我们生活的。
应崇福:B超的超是指超声。B是什么意思呢?是指超声把它显示出来的一种方式,我们的超声是声音,声音平时是看不见的,我们得想办法把超声看出来,看出来有几种方式,开头叫A方式,就是指一个波的形状。后来发展成的一个大家在屏幕上看到的,B超就是你的心在跳,胎儿变成这么一个可见的形象,B就是这个意思。
郭桐兴:等于是B的表现方式?
应崇福:B的模式。就是说你可以看见一个图象。这个时候,就是利用什么呢?超声,刚才我讲,方向性比较强,它不是散开来,而是像手电式的,声音是呈一个柱体往前走。
郭桐兴:有明确的方向性?
应崇福:它有明确方向性的好处是我往前走,我可以知道前方出现了什么东西没有,好像我走路似的,我就知道我现在看的是前面,不是后面,不是左右,这是它的特点之一。换句话说,我现在从人身体外面把超声送到里面去,它往前走,它碰到一个东西反射回来,这样我们就知道,前面的东西是在前面,而不是在左面、右面,不是在后面。除了这个以外,和平常的声音一样,它还有一个其他的特性,就是反射。换句话说,和光一样,比方说光碰到镜子它会反射回来,声音也是一样。碰到了一个障碍它会反射回来。方向性加上反射性就能知道前面有一个东西反射回来,把前面的东西可以显示出来。这样的话,如果是心跳的话,我就可以看到心的跳动,如果有一个胎儿的话,就可以看到有一个小生命。这样的话,超声有一些特殊的用途。刚才在讲的一个用途,是超声现在很大的一个用途,一个大范围的应用,面很广的用途。
郭桐兴:等于在医学上比较普及的?
应崇福:但是它不止在医学上,在历史上,医学还是后来比较晚一点的应用。开头的时候,它用在材料上。
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