超声波的工作原理是什么，超声波散射的发生条件是什么

超声波的工作原理是一种波长极短的机械波，在空气中波长大多数情况下短于2cm（厘米）。它一定要依靠介质进行传播，没办法出现真空（如太空）中。

它在水中传播距离比空气中远，但因其波长短，在空气中则极易损耗，容易散射，不如可听声和次声波传得远，不过波长短更易于取得各向异性的声能，可用于清洗、碎石、杀菌消毒等。在医学、工业上有不少的应用。

超声波的工作原理是具有反射、折射、衍射、散射等特点，但是，超声波的波长较短，有的是几厘米，低至千分之几毫米。波长越短，声波的衍射特性就越差，可在介质中稳定地进行直线传播，因为这个原因波长较短的超声波具有很强的直线传播能力。大家现在都知道，声音在空气中传播时，会推动空气中的粒子振动做功，而声波功率的大小表示声波做功快慢，在一样环境下，声波的频率越高功率就越大。

超声波工作原理

主要是通过换能器，将功率超声频源的声能转换成机械振动，通过清洗槽壁将超声波辐射到槽子中的清洗液，因为受到超声波的辐射，使槽内的液体中的微气泡可以在超声波的作用下而保持震动。破坏污物与清洗件表面的吸附。导致污物层的疲劳破坏而被剥离，气体型气泡的震动对固体表面进行擦洗。

超声波又称为环形usm它的结构和原理传统的马达都是根据电磁原理工作的，将电磁能量变换成转动能量。而usm则是根据利用超声波振动能量变换成转动能量的全新原理来工作的。按照将超声波振动能量变换的方式来分，有三类usm：

1、驻波型(standingwavetype)；

2、行波型(travelingwavetype)；

3、振簧型(vibratingreedtype).canonef镜头中使用的usm，都属于行波型。环形usm的结构很简单：由具有弹性的定子和转子组成。定子是一金属环，底部有压电陶瓷元件，上部均匀排列着梯形凸出物。定子是用特殊材料制造的，它的热膨胀系数同压电陶瓷元件的一样，这样可以不要温度变化的影响。转子是一个铝质环，通过凸缘状弹簧与定子结合在一起。因为铝材比较软，故此，结合部位是经过特殊处理，增多其耐磨性能。usm的基本特点：1、具有低转速大扭矩的输出特性；2、制动力矩大；3、结构简单；

4、马达开始和制动的可控性很好；

5、转动声音很小，基本上无声。canon环形usm除具备上面说的基本特点外，自己的特点：

6、高效率，低功耗；

7、环形的马达可以与镜身完美地结合；

8、低转速，非常合适镜头的af驱动；

9、转动速度可在0.2rpm~80rpm范围内任意控制；

10、可以达到灵敏度可调的电子mf；

11、工作中所身处的环境温度是：-30℃~+60℃。目前基本使用的是usm-m1和usm-l1，usm-l2已经不可以再使用。

超声波是指振动频率大于20KHz以上的,其每秒的振动次数（频率）甚高，超过了人耳听觉的上限（20230Hz），大家便听不出来了，大家将这样的听不见的声波叫做超声波。　　

频率高于人的听觉上限（约为20230赫）的声波，称为超声波，或称为超声。

超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有实质上的区别。但是，超声波的波长很短，唯有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有不少奇异特性：传播特性-超声波的波长很短，一般的障碍物的尺寸要比超声波的波长大不少倍，因为这个原因超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中可以定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。功率特性-当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在一样强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。因为超声波频率很高，故此，超声波与大多数情况下声波相比，它的功率是很大的。空化作用-当超声波在液体中传播时，因为液体微粒的剧烈振动，会在液体内部出现小空洞。这些小空洞快速胀大和闭合，会使液体微粒当中出现猛烈的撞击作用，以此出现几千到上万个大气压的压强。微粒间这样的剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，能够有一个很好的搅拌作用，以此使两种不相溶的液体（如水和油）出现乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这样的由超声波作用在液体中所导致的各自不同的效应称为超声波的空化作用。

我们清楚正确的波的物理定义是：振动在物体中的传递形成波。这样波的形成一定要有两个条件：一是振动源，二是传播介质。波的分类大多数情况下有请看下方具体内容几种：一是按照振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时，称为横波。当振动方向与传播方向完全一样时，称为纵波。二是按照频率分类，我们清楚人耳敏感的听觉范围是20HZ-20230HZ，故此，在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波，超越这个范围的波叫超声波。

波在物体里传播，主要有以下的参数：一是速度V，二是频率F，三是波长λ。三者当中的关系请看下方具体内容：V=F.λ。波在同一种物质中传播的速度是一定的，故此，频率不一样，波长也就不一样。此外还要有考虑的一点就是波在物体里传播自始至终都存在着衰减，传播的距离越远，能量衰减也就越厉害，这在超声波加工中也属于考虑范围。

超声波在塑料加工中的应用原理：

塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙，在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击出现融化，使接触位塑料熔合，达到加工目标。

超声波的反射和折射。当超声波从一种介质传播到另一种介质时，在两介质的分界面上将出现反射和折射。这当中，能返回原介质的称为反射波；透过介质表面，能在另一种介质内继续传播的称为折射波。在某种情况下，超声波还能出现表面波。各自不同的波型都满足反射和折射定律。