スッキリ！がってん！ 超音波の本

はじめに

 

1 超音波ってなあに

1.1 超音波はどんな音

1.2 身近にある超音波

（ⅰ） 身の回りにあふれる超音波

（ⅱ） 超音波の身近な応用

1.3 生物も超音波を利用する

（i） コウモリ

　（1） エコーロケーション

　（2） コウモリの放射する超音波パルス

　（3） コウモリの超音波運用

　（4） コウモリが超音波を使って知覚する世界

（ⅱ） イルカ

 

2 超音波の基礎

2.1 振動と波の基礎

（i） 振動

（ii） 波のモデル

（iii） 縦波・横波とグラフ表現

（iv） 広がりのある波

（v） 波の伝わり方とホイヘンスの原理

　（1） 反射、屈折、透過

　（2） 回折

（vi） 波の干渉と重ね合わせの原理

　（1） 定在波

　（2） 境界条件（自由端・固定端）

　（3） 波の共振

　（4） 広がりのある波の干渉と指向性

　（5） 正弦波の重ね合わせと波形

2.2　音波の基礎

（I）音波

（ii） 音源

（iii） 音速

　（1） 大気中の音速

　（2） 海水中の音速

　（3） 固体中の音速

（ⅳ） 減衰

（ⅴ） 吸音

（ⅵ） 伝搬

　（1） 音速分布があるときの伝搬

　（2） 境界があるときの伝搬

　（3） ドップラー効果

2.3 弾性／圧電振動の基礎

（ⅰ） 応力とひずみ

（ⅱ） 弾性振動

（ⅲ） 弾性波

（ⅳ） 圧電振動

　（1） 分極

　（2） 水晶の圧電性

　（3） 圧電体の特性

　（4） エネルギー閉じ込め

2.4 超音波の発生と計測

（i） 超音波の発生

　（1） 空気中での超音波の発生

　　（a） リボンツイータ

　　（b） 圧電型空中超音波トランスデューサ

　（2） 水中での超音波の発生

　　（a） 圧電型水中超音波トランスデューサ

　　（b） 磁歪型水中超音波トランスデューサ

　（3） 固体中での超音波の発生

　　（a） 探触子

　　（b） EMAT

　　（c） IDT

　　（d） 光超音波

　（4） 強力超音波の発生　

（ⅱ） 超音波の計測

　（1） 空中超音波の計測

　　（a） コンデンサマイクロホン

　　（b） MEMSマイクロホン

　　（c） シュリーレン法

　（2） 水中超音波の計測

　　（a） ハイドロホン

　　（b） 光ファイバハイドロホン

　（3） 固体超音波の計測

2.5 超音波の伝搬

（ⅰ） 超音波の反射と分解能

　（1） パルスエコー法と距離分解能

　（2） 指向性と方位分解能

　（3） パルスドップラー法と時間分解能

（ⅱ） 複雑な媒質中の超音波伝搬

（ⅲ） 超音波の非線形現象

　（1） 波形ひずみ

　（2） 和音・差音とパラメトリックアレー

　（3） 音響放射力

　（4） 音響流

（ⅳ） 光と超音波

2.6 超音波のパワー

（ⅰ） 超音波による発熱

（ⅱ） キャビテーション

（ⅲ） 熱音響現象

 

3 超音波の応用

3.1 信号的な応用

（i） 空中超音波の信号的な応用

　（1） 物体検知，距離測定

　（2） パラメトリックスピーカ

（ⅱ） 水中超音波の信号的な応用

　（1） 水中通信

　（2） ソーナー

　（3） 魚群探知器

　（4） 音響トモグラフィ

　（5） 流速測定

（ⅲ） 生体中超音波の信号的な応用

　（1） 超音波診断装置

　（2） カラードップラー法

　（3） 骨粗鬆症診断

　（4） 光超音波イメージング

（ⅳ） 固体中超音波の信号的な応用

　（1） 超音波探傷

　（2） 超音波顕微鏡

3.2 動力的な応用

（i） 空中超音波のエネルギー的応用

　（1） 超音波集塵，クリーナー

　（2） 超音波マニピュレーション

　（3） 熱音響システム

（ⅱ） 水中超音波のエネルギー的応用

　（1） 超音波洗浄

　（2） 超音波霧化，分散

　（3） 強力集束超音波（HIFU）

　（4） 可変焦点レンズ

（ⅲ） 固体中超音波のエネルギー的応用

　（1） 超音波加工

　（2） 超音波アクチュエータ

　（3） 圧電トランス

3.3 機能的な応用

（ⅰ） 水晶振動子

（ⅱ） ジャイロ

（ⅲ） 弾性波デバイス

　（1） バルク弾性波デバイス

　（2） 表面弾性波デバイス

 

参考文献

 

索引

 

おわりに

 

編著者・著者紹介