超音波

超音波(ちょうおんぱ、英語: ultrasound または ultrasonic)とは人間のには聞こえない高い振動数をもつ弾性振動波(音波)である。超音波は可聴域と物理的特徴は変わらず、人が聴くことができないというだけである。広義の意味では、人が聞くこと以外の目的で利用される音を意味し、人間に聞こえるかどうかは問わない。超音波はさまざまな分野で利用されている。

妊娠12週の胎児の超音波画像(2次元スキャン)。

周波数範囲

超音波の周波数の下限に関する定義はいくつかあるが、1つは20kHz以上の音波とするものであり、例えば広辞苑では『超音波は振動数が毎秒2万ヘルツ以上で定常音として耳に感じない音』と定義されている。 なお、「人間が聞き取れない」周波数ではあるが、発声に関しては20kHzを超える音成分を発することができる人もいる。

一方、超音波の周波数の上限は特に規定されていないが、2007年現在の科学技術では数GHzまでの超音波が発生できるため、このあたりが実質的な上限といえるかもしれない[1]。但し、周波数を高めても伝搬媒体とのインピーダンスが整合していなければキャビテーションが発生して伝搬できないので実用上の上限になる。逆にこの現象を利用して超音波洗浄機等に応用される。

用途

超音波検査
胎児の超音波スキャン

超音波は指向性が高くうまく使えば高分解能な探知に使える。また音圧を比較的容易に上げられるため静かなドリル・金属やプラスチックの加工にも用いられる。以下にさまざまな用途を挙げる[2]

情報的な利用
動力的な利用
その他の利用

公正取引委員会は、超音波による「ダニ撃退」および「蚊よけ」をうたう商品について、効果が認められないとして排除命令を出した事がある[6][7]

超音波を利用する動物

コウモリは超音波を利用して暗闇を移動する。

幾種かの動物(コウモリイルカなど)も生活に超音波を利用している[1]

コウモリは口から超音波を発し、反響定位を利用して、自分の位置やエサ(虫)の位置を知る。探知範囲は数十cmから十数mまで変化すると言われている[8]

イルカは鼻腔で発した音波を頭部のメロンという脂肪組織で屈折・収束させ、指向性の高い音波の発信を行い、反響定位から自分の位置を知ったり、仲間との会話を行うと言われている。

出典

  1. 「超音波の本」谷腰欣司、ISBN 4526053554
  2. 谷腰欣司; 谷村康行 『トコトンやさしい超音波の本第2版』 日刊工業新聞社、2015年、19,23,25,35頁。
  3. 超音波骨折治療法とは”. 帝人ファーマ株式会社. 2015年12月16日閲覧。
  4. 超音波で霧をつくり出す加湿器のしくみ”. TDK 電気と磁気の?(はてな)館. 2015年10月31日閲覧。
  5. 日本酒製造に使った霧化技術を、廃液処理やリサイクルに活用”. 日経テクノロジーonline (2013年9月10日). 2015年12月10日閲覧。
  6. 公正競争規約の制度”. 平成6年度 公正取引委員会年次報告. 公正取引委員会 (2010年3月31日). 2011年10月17日閲覧。
  7. 株式会社オーム電機に対する排除命令について”. 公正取引委員会 (2007年11月20日). 2011年10月17日閲覧。
  8. イルカやコウモリの音によるナビゲーション”. 国立大学法人秋田大学 大学院工学資源学研究科・工学資源学部 電気電子工学科 今野研究室. 2015年12月9日閲覧。
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