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4. 초음파의 전반기 역사


"인공적으로 처음에 초음파(超音波)를 발생시킨 것은 언제인가?"라는 물음에 대해서는 대답하기가 곤란하다. 실용적인 초음파 장치가 등장한 것은 1921년경, 초음파 측심기(測深機)가 등장하면서 라고 전해지고 있다. 당시 사용된 진동자는 2장의 금속원판 사이에 수정을 샌드위치식으로 삽입한 것으로서 이것을 랑지방형 진동자라고 한다. 그러나 그후로 이 방면의 연구는 잠수함 추적을 목적으로 추진되었기 때문에 각국이 모두 군사관계로 비밀리에 추진되어 불명확한 점이 많았다. 초음파의 역사는 극히 짧다. 100년도 되지 않는다. 하지만 컴퓨터 역사보다야 엄청 길다. 1912년 영국의 호화 유람선 타이타닉호가 빙산에 충돌한 후부터라고 생각하면 이해하기 쉬울 것이다. 왜냐면 그때 당시에는 SONAR (바다속에서 쓰는 암초 탐지기)가 없었기 때문이다. 레이다는 있었겠지만 레이다는 라디오나 TV처럼 전파로 작동하는데 바닷물 속에서는 전부 흡수되어 버린다. 속도야 엄청나게 빠르지만 소용이 없었다.

결론은 바닷물 속에서 음파를 발생하여 장애물(빙산,암초 등)에 맞고 되돌아오는 반사파 (Echo wave)를 감지하려고 연구가 시작된 것이 지금에 이르렀으며 지금은 여러 분야에 사용될 뿐 아니라 없으면 인간이 불편할 정도이다. 초음파는 20kHz 이상의 소밀파로서 초기에는 군사적 목적으로 개발되었으므로 산업적 응용이 어려웠다. Langevin(1921)은 고출력 측심기를 실용화하였으며 Wood(1928) 등은 미립자의 응집, 유화, 콜로이드의 분산, 세포파괴 등에 관하여 연구하였다. 1946년 이후 금속용접, 에칭, 도금, 전기광, 주조, 천공 등의 작업과 화학 공정에 활용되었으며 유속 및 수위 등의 측정과 공정 제어등에 널리 쓰이게 되었다. 또한 의학분야에서는 치료, 수술, 진단용 등에 널리 활용되고 있다.
이와 같은 사실에서 "음파" 그 자체의 정체는 명확히 알 수 없지만, 결국 "음파란 탄성 (왜곡과 변형을 원래 상태로 복귀하려는 성질-체적탄성, 신장탄성, 강성)과 관성 (질량에 관계한다)에 따라 생기는 파동을 말한다"라고 정했으며, 초음파란 인간의 귀로 듣는 것을 목적으로 하지 않는 음파를 말한다"라고 정의하자.