초음파

초음파는 공기중을 진행하는 음파처럼 종파의 형태이거나 고체 내에서는 횡파나 전단파(剪斷波)가 될 수도 있다. 또한 초음파 중 어떤 것은 고체 표면을 따라서 진행하거나(레일리파) 가느다란 막대기와 물체의 절단면을 따라서 진행하기도 한다(램파)(→ 레일리파).

초음파

초음파를 발생, 감지하는 방법에는 여러 가지가 있다. 이중 가장 널리 쓰이는 것은 자기변형 변환기나 압전 변환기를 사용하는 것인데, 이들은 고주파의 교류자기장이나 전류를 기계적인 진동으로 변환시킨다.

초음파는 매체 내에 변형을 일으키는지의 여부에 따라 고출력·저출력 초음파로 구분된다. 초음파의 고출력 응용에는 초음파용접·초음파드릴링(진동 방향과 절단 방향이 절단될 물체의 표면에 수직이므로 어떠한 형태의 구멍을 뚫는 것도 가능함)·초음파조사(超音波照射：침전을 이용한 과일주의 정제나 공장 배기 가스 내에 부유해 있는 가스 입자의 응고 등에 이용할 수 있음) 등이 있다. 진폭이 큰 초음파를 액체에 가하면 액체가 기포를 발생하여 급격한 유동이나 전단압력을 유발하는 충격파를 생성할 수도 있다. 이러한 효과는 유탁액(乳濁液)의 생산, 물체의 표면 청소, 생물체 구조의 분해, 금속도금 과정의 촉매 등에 이용될 수 있다. 저출력 초음파는 수중 탐지 및 항해, 그리고 해저의 형태와 성분을 알아내어 지도화하는 데 사용되는 소나장치에 이용된다. 이와 유사한 펄스 반향 기술은 산업물질이나 구조물(강화 플라스틱, 철도 레일, 항공기, 반응용기) 등의 비파괴검사에 사용되는데 초음파가 검사물의 불연속면에서는 산란되기 때문에 공동이나 금간 곳을 탐지하거나 두께를 측정하는 데 사용한다.

의학분야에서 신체의 내부구조의 영상을 얻는 데 X선 대신 저출력 초음파를 사용하기도 한다. 이때 진단하는 주된 부위는 안구·심장·복부·자궁이다. 고속의 전자 스위칭에 의해서 신체 내에서 움직이는 구조의 동적 영상을 얻는 것도 가능하다.

초음파는 물리요법이나 외과분야에서도 사용되고 있다. 초음파는 연구소에서 용액 내의 분자의 압축률(壓縮率), 고체의 탄성률, 기체와 액체의 분자구조 등과 같은 물질의 특성을 연구하는 데 이용된다. 100㎒ 이상 되는 초고주파를 이용한 초음파 현미경은 미세구조의 상을 광학현미경에 견줄 만한 해상도로서 제공한다. 이 주파수의 초음파는 고체 물리학에서도 이용되는데 특히 금속과 초전도체의 물리적 성질에 관련된 분야에서 이용된다.