1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Властивості і принцип дії ультразвуку

Властивості і принцип дії ультразвуку

Ультразвукові хвилі за своїми властивостями схожі зі звуковими хвилями, однак у них є і специфічні особливості:

  • Мала довжина хвилі. Навіть для найнижчої межі довжина дорівнює менш декількох сантиметрів. Такий невеликий розмір довжини призводить до променевого характеру переміщення ультразвукових коливань. Безпосередньо поруч з випромінювачем хвиля йде у вигляді пучка, яка наближається до параметрів випромінювача. Однак, опиняючись в умовах неоднорідного середовища, пучок переміщається як промінь світла. Він також може відображатися, розсіюватися, переломлюватися.
  • Малий період коливань, завдяки чому з’являється можливість використання ультразвукових коливань у вигляді імпульсів.
  • Ультразвук можна почути і він не створює дратівної ефекту.
  • При впливі ультразвукових коливань на певні середовища можна домогтися отримання специфічних ефектів. Наприклад, можна створити локальний нагрів, дегазацію, знезаразити середу, кавітацію і багато інші ефекти.

Принцип дії

Для створення ультразвукових коливань використовуються різні пристрої:

  • Механічні, де в якості джерела виступає енергія рідини або газу.
  • Електромеханічні, де ультразвукова енергія створюється з електричної.
  • Як механічних випромінювачів можуть виступати свистки і сирени, що працюють за допомогою повітря або рідини. Вони зручні і прості, однак у них є свої мінуси. Так коефіцієнт корисної дії у них знаходиться в межах 10-20 відсотків. Вони створюють великий спектр частот з нестабільною амплітудою і частотою. Це веде до того, що такі пристрої неможливо використовувати в умовах, коли потрібна точність. Найчастіше їх застосовують в якості засобів сигналізації.

Електромеханічні пристрої використовують принцип п’єзоелектричного ефекту. Його особливість в тому, що при утворенні електрозарядов на гранях кристала відбувається його стискання і розтягування. В результаті створюються коливання з частотою, що залежить від періоду зміни потенціалу на поверхнях кристала.

Крім перетворювачів, які базуються на п’єзоелектричного ефекту, можуть застосовуватися і магнітострикційні перетворювачі. Вони використовуються для створення потужного ультразвукового пучка. Сердечник, який виконаний з магнітострикційного матеріалу, розміщений в провідній обмотці, змінює власну довжину відповідно до форми електричного сигналу, що надходить на обмотку.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Фізика атома