Ультразвук

Звуки з високою частотою, понад 20 000 Гц – це ультразвук. Вони дуже слабо розсіюються, йдуть як би “променем” і тому дуже зручні для локації. З цієї причини не тільки кажани, але і сучасні прилади – сонари, використовують ультразвук для ехолокації, особливо у воді. У нічних метеликів з сімейства ведмедиць розвинувся генератор ультразвукових перешкод, “збиває зі сліду” кажанів, які переслідують цих комах. Ехолокацію використовують для навігації і птиці – жирні дрімлюги, або гуахаро. Населяють вони гірські печери Латинської Америки – від Панами на північно-заході до Перу на півдні і Сурінаму на сході. Живучи в непроглядній пітьмі, жирні дрімлюги, проте, пристосувалися віртуозно літати по печерах. Вони видають неголосні клацають звуки, які сприймаються і людським вухом (їх частота приблизно 7 000 герц). Кожне клацання триває одну-дві мілісекунди. Звук клацання відбивається від стін підземелля, різних виступів і перешкод і сприймається чуйним слухом птиці.

Звуки з високою частотою, понад 20 000 Гц – це ультразвук

Ультразвук зараз широко використовується в техніці і побуті. Хто не знає ультразвукові пральні машинки – “таблетки” або “кульки” – вони дбайливо перуть тканини, витрачаючи вкрай мало енергії. Здатність ультразвуку розривати оболонки клітин знайшла застосування в біологічних дослідженнях, наприклад, при необхідності відокремити клітину від ферментів. Ультразвук використовується також для руйнування таких внутрішньоклітинних структур, як мітохондрії і хлоропласти з метою вивчення взаємозв’язку між їх структурою і функціями.

У медицині ультразвук успішно “просвічує” і тіло людини, причому це “просвічування” не є небезпечним, як, наприклад, рентген. Цікаво, що ультразвук може “просвітити” і величезні товщі металу – в 1 м і більше, що абсолютно недоступно для рентгена. Ультразвук вільно поширюється в металі і, відбиваючись неоднородностями (порожнечами, раковинами, тріщинами), показує це. На цьому принципі влаштовані прилади – дефектоскопи, де сигнали ультразвуку від випромінювача і, проходячи через метал, уловлюються щупом і передаються приймачу. Останнім часом набуло розвитку напрямок ультразвукової мікроскопії, що дозволяє досліджувати підповерхневий шар матеріалу з хорошою роздільною здатністю.

Ультразвук згубно діє на бактерії і навіть на холоднокровних тварин – дрібні риби і жаби гинуть при опроміненні ультразвуком за 1 – 2 хвилини. Але для людини він безпечний, інакше б «не просвічували” їм вагітних жінок. Зараз ультразвук поділяють на три діапазони: низькі частоти – до 105 Гц; середні – до 105 – 107 Гц і високі – до 109 Гц. Пружні хвилі з частотами 109 – 1013 Гц називають вже гіперзвуком. А частіше – просто не буває, тому, що ці хвилі по довжині відповідають уже міжатомній відстані в твердих тілах.

За швидкістю поширення звуку в середовищі судять про її фізичні характеристики. Вимірювання швидкості на ультразвукових частотах дозволяє з досить малими похибками визначати, наприклад, адіабатичні характеристики бистропротекающих процесів, значення питомої теплоємності газів, пружні постійні твердих тіл.

Випромінювачів ультразвуку можна поділити на дві великі групи. До першої відносяться випромінювачі-генератори; коливання в них порушуються через наявність перешкод на шляху постійного потоку – струменя газу або рідини. Друга група випромінювачів – електроакустичні перетворювачі; вони перетворять вже задані коливання електричної напруги або струму в механічне коливання твердого тіла, яке і випромінює в навколишнє середовище акустичні хвилі.

...
ПОДІЛИТИСЯ: