了 很 大 提高 。 掃描 時間 從 四 、 五 分鐘 縮短到 1 秒鐘 甚至 更 短 。 最 新式 的 CT 機 掃描 速度 可 達 每 秒 24 層 橫斷面 圖像 ， 可以 跟上 血液 在 器官 和 組織 中 的 流動 ， 因而 可以 對 心臟 做 動態 檢查 。 後來 ， 萊德利 設計 成功 了 全身 CT 裝置 ， 進一步 擴大 了 CT 的 檢查 範圍 ， 取得 了 更 大 的 效益 。 除 X 射線 CT 外 ， 其他 型號 的 CT 也 相繼 問世 ， 如 單光子 發射 CT 、 核磁共振 CT 等 均 已 付諸 臨床 應用 。 超音 CT 、 微波 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 * 192 * 【 第三 章 】 CT 的 研究 也 取得 了 極 大 的 進展 。 毫無 疑問 ， CT 已 成為 影像 診斷 學 領域 中 不可 缺少 的 檢查 手段 ， 電腦 斷層 成像術 作為 一 種 高性能 的 無 創傷 診斷 技術 ， 顯然 已 在 醫學 成像 領域 確定 了 其 不可 動搖 的 地位 。 不僅 如此 ， CT 作為 一 種 技術 ， 既有 堅實 的 數學 理論 為 依託 ， 又 有 現代 微電子 與 計算 技術 相 支撐 ， 必然 在 其他 領域 也 會 得到 廣泛 應用 。 事實 上 ， CT 在 工業 生產 上 ， 在 地球 物理 研究 上 ， 甚至 在 農業 、 林業 和 環境 保護 方面 都 已 取得 了 令 人 矚目 的 成果 並 展示 了 美好 的 前景 ， 如 用於 反應堆 元件 的 無損 評估 ， 火箭 發動機 、 導彈 等 零件 及 鋼板 焊縫 的 無損 檢測 ， 以及 水泥 製品 的 品質 檢查 等 ， 在 常規 的 無損 探傷 技術 束手無策 的 時候 ， CT 掃描器 均 能 明察秋毫 。 【 科普 ｅ 世代 】 10 __UNDEF__ Story of Light 能 工巧匠 * 193 * 聽 不 見 的 聲音 聲音 還 有 聽 不 見 的 ？ 除非 是 聾子 。 你 一定 會 這麼 回答 。 不過 ， 你 聽見 過 蝙蝠 的 叫聲 嗎 ？ 沒有 ？ 再 比如 ， 你 舉起 右手 ， 在 空中 快速 地 來回 擺動 幾 下 ， 你 聽見 什麼 了 ？ 還是 什麼 也 沒 聽見 吧 ！ 這 就 足以 證明 ， 人 不 是 所有 聲音 都 聽 得 見 的 。 我們 知道 ， 聲音 起源於 發聲體 的 機械 振動 ， 這 種 振動 藉著 有 彈性 仲介 向 外 傳播 ， 當然 我們 通常 是 藉著 空氣 ， 形成 聲波 。 人 之所以 能 聽到 聲音 ， 是 因為 聲波 傳入 耳朵 ， 引起 鼓膜 振動 ， 刺激 聽覺 神經 的 結果 。 但是 ， 人 耳 能 聽到 的 聲波 頻率 是 有 一定 限度 的 。 大多數 人 能夠 聽到 的 聲音 的 頻率 範圍 ， 大約 從 每 秒 20 次 到 2萬 次 ， 也 就 是 從 20 赫 ～ 2萬 赫 。 這 個 範圍 裏 的 聲波 叫做 可 聽聲 。 高於 2萬 赫 的 聲波 叫 超音波 ， 低於 20 赫 的 聲波 叫 次 音波 。 超音 和 次音 ， 對 一般人 來 說 ， 都 不能 引起 聲音 的 感覺 。 蝙蝠 會 發聲 ， 只 是 它 發 的 聲波 頻率 高達 幾萬 赫 甚至 十幾萬 赫 ， 大大 超過 了 正常人 的 聽覺 範圍 ， 所以 你 就 聽 不見 了 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 * 194 * 【 第三 章 】 。 同樣 ， 在 空氣 中 擺手 ， 可以 引起 空氣 振動 ， 產生 聲波 ， 只 是 它 的 頻率 只有 幾 赫 ， 大大 低於 正常人 的 聽覺 範圍 ， 你 當然 也 聽 不 到 了 。 每 個 人 能夠 聽到 聲波 頻率 的 最 高 限度 是 各 不 相同 的 。 一般來說 ， 老年人 的 聽覺 遲鈍 些 ， 能夠 聽到 的 最 高 頻率 不 超過 6千 赫 。 許多 昆蟲 能夠 發出 頻率 比較 高 的 聲波 ， 在 秋蟲 卿卿 的 田野 中 ， 通常人 感到 雜亂 甚至 刺耳 的 時候 ， 一些 不能 聽到 高音 的 人 往往 卻 感到 十分 寧靜 。 有趣 的 是 ， 某些 動物 分辨 高音 的 能力 比 人 強 得多 ， 比如 狗 ， 可以 聽到 頻率 高達 3.8萬 赫 的 聲波 ， 而 蝙蝠 能夠 聽到 頻率 是 十幾萬 赫 的 聲波 。 神通 廣大 的 超音 超音波 的 頻率 高 ， 有的 高達 幾十億 赫 ， 具有 奇特 的 性質 ， 在 工農業 生產 、 醫藥 衛生 以及 科學 研究 等 方面 都 有 廣泛 的 應用 。 頻率 很 高 的 超音波 在 媒質 中 可以 形成 劇烈 的 振動 ， 產生 機械 、 熱 、 光 、 電 、 化學 和 生物 等 各 種 效應 。 這些 效應 就 可以 形成 相當 特殊 的 用途 。 超音波 可以 用來 「 清洗 」 。 小 到 鐘錶 零件 一 類 的 精密 零件 ， 大 到 一二十 公尺 長 的 整 個 導彈 殼體 和 反應堆 裏 的 熱 【 科普 ｅ 世代 】 10 __UNDEF__ Story of Light 能 工巧匠 * 195 * 交換器 零件 ， 都 可以 被 「 洗 」 得 一乾二淨 。 超音波 可以 用來 鑽孔 。 對像 寶石 、 玻璃 、 陶瓷 等 堅硬 的 脆性 材料 ， 鑽出 任何 形狀 的 孔 。 如果 在 切削 工具 上 加進 超音 振動 ， 可以 使 切割 阻力 降低 1／5 ～ 1／10 ， 並且 提高 切削 品質 。 用 超音 方法 可以 使 物質 軟化 流動 ， 這 種 方法 所 需要 的 能量 只有 普通 加熱法 的 千萬分之一 ， 因此 超音 在 拉管 、 拉絲 、 擠壓 成型 和 鉚接 等 工藝 上 大有 用處 。 超音波 還 能 「 粉碎 」 液體 。 在 通常 情況 下 ， 很多 液體 是 不能夠 相互 溶解 的 ， 比如 我們 總 能 看見 在 水面 上 漂 著 一 層 油 ， 正 是 因為 油 和 水 是 不能 相互 溶解 的 。 而 在 超音波 的 作用 下 ， 像 油 和 水 等 不能 溶解 的 液體 也 可以 充分 地 混合 在一起 。 超音波 也 能 「 粉碎 」 細菌 ， 因此 可以 用來 對 食物 進行 殺菌 消毒 。 超音波 的 波長 很 短 ， 近似 直線 傳播 ， 能夠 定向 發射 ， 因此 可以 製成 「 超音 雷達 」 ， 用來 探測 魚群 、 海 底 深度 、 暗礁 、 潛艇 等 。 這 是 無線電 雷達 望塵莫及 的 ， 因為 電磁波 在 水 裏 衰減 很 快 ， 傳播 不遠 ， 無法 偵察 海 底 的 情況 。 超音波 的 穿透 能力 很 強 ， 可以 穿透 幾 公尺 厚 的 鋼鐵 。 因此 ， 超音波 可以 用來 探查 金屬 製品 內部 的 缺陷 ， 還可以 製成 醫學 上 檢查 疾病 的 工具 。 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 * 196 * 【 第三 章 】 在 農業 上 ， 用 超音波 處理 種子 ， 可以 縮短 萌發 時間 ， 提高 發芽率 。 前面 提到 過 的 蝙蝠 發聲 的 超音波 原理 ， 對 科學家 們 的 啟發 很 大 ， 其中 還 有 一 段 有趣 的 歷史 呢 ！ 一 位 對 生理學 很 感興趣 的 科學家 ，