звук # 151; физическо явление, което е разпространението на еластични вълни под формата на механични вибрации в твърда, течна или газообразна среда. В тесен смисъл, звук означава тези трептения разгледани по отношение на това как те се възприемат от сетивата на животните и хората.
Един обикновен човек е в състояние да чуете звуковите вълни в честотния обхват от 16 # 151; 20 Hz до 15 # 151; 20 kHz. Доброто долу човешки диапазон на чуваемост се наричат инфразвук; по-горе: 1 GHz, # 151; обработват с ултразвук, 1 GHz # 151; свръхзвуков. Силата на звука в сложен начин зависи от ефективното ниво на звуково налягане, честота и форма на вълната, стъпка # 151; не само честотата, но и на звука davleniya.Kak всяка вълна, звукът се характеризира с амплитуда и спектъра на chastot.Protsess разпространението на шума също представлява volnu.Vpervye това предположение е направена от известния английски учен Исак Нютон.
1 История
Първите наблюдения са извършени по акустика в пр.н.е. VI век. Питагор установява връзка между терена и дължината на низа или тръбата, за да звуци. IV в. пр.н.е. Аристотел пръв коректно представени като звук се разпространява във въздуха. Той каза, че на Чет звучене тялото предизвиква компресия и засмукване на въздух и обясни, ехото на звука отражение от препятствия. В XV век, Леонардо да Винчи формулира принципа на независимостта на звуковите вълни от различни източници.
Освен това, Нютон, базирани Savora тези експериментални изследвания, даде първото изчисляване на звук дължина на вълната, и стига до заключението, сега е добре познат в областта на физиката, така че за всяка отворена тръба, дължина на вълната от издавания звук е два пъти по дължината на тръбата. "И това е основните звукови ефекти" След експерименталното изследване Savora до математическата обработка на проблема с вибрираща струна през 1715, започнаха английски математик Брук Тейлър, която поставя началото на математическата физика в истинския смисъл slova.Emu може да изчисли зависимостта на броя на низа от неговия дължина, тегло, напрежение и местно земно ускорение.
Действителната обяснението на феномена ехо е доста капризна, също собственост на Chladni, поне в основни части. За да го дължим на новия и експериментален определяне на горната граница на чуваемост на звук, съответстващ на 20000 цикъла в секунда. Тези измервания се повтарят много пъти от физици досега, силно субективни и зависят от интензивността и характера на звука. Но най-известните експерименти Chladni през 1787 г. да учат вибрации на плочи, които произвеждат красиви "акустични фигури", наречени цифри Chladni и се оказва, ако поръсени с пясък вибриращо плоча. Тези експериментални изследвания са поставени на новата задача на математическата физика - на проблема с вибрациите на диафрагмата.
През XVIII век той е бил изследван много други акустични явления (скоростта на звука в твърди вещества и газове, резонанс Раман тон и др.). Всички те се обясни движението на части от вибриращо тяло и частиците в средата, в която пътува звук. С други думи, всички акустични явления са обяснени като механични процеси.
В 1787, Chladni, създателя на експериментални акустика отвори надлъжната вибрациите на струните, чинии, вилици и звънци. Това е първото точно измерена скоростта на разпространение на звукови вълни в различни газове. Той доказа, че в твърди тела, звук не пътува наведнъж, а крайната скорост, а през 1796 г. се определя от скоростта на звуковите вълни в твърди тела относителна звука във въздуха. Той е изобретил редица музикални инструменти. През 1802 идва работата на Ърнест Chladni "Акустика", където той даде систематично изложение на акустика.
Chladni след френския учен Жан-Батист Био през 1809 г., измерена скоростта на звука в твърди тела.
През 1800 г. английският учен Томас Юнг открива феномена на звука намеса и създадена на принципа на суперпозиция на вълни.
През 1816, френски физик Pierre-Simon Лаплас получени формула за скоростта на звука в газове. През 1842 г. австрийският физик Кристиан Доплер приема влиянието на относителното движение на терена (Доплеровия ефект).
ефект на Доплер # 151; честоти и дължини на вълните на климата, записани от приемника, причинени от движението на източника и / или приемник движение. Ефектът е кръстен на австрийски физик Карл Доплер.
И през 1845-Купува гласуване експериментално открил Доплеровия ефект за акустични вълни.
През 1877 г. американският учен Томас Алва Едисон е изобретил устройство за запис и възпроизвеждане на звук, който след себе си през 1889 г. се е подобрило. Те измислили начин да запишете се нарича механична. През 1880 г. френски учени братя Пиер Кюри и Павел са направили откритието, което се оказа много важно за акустиката. Те открили, че ако един кварцов кристал преса и от двете страни, електрическите заряди се появяват по лицата на кристала. Този имот - пиезоелектричен ефект за откриване не звуков мъж ултразвук. И обратното, ако лицата на кристала да направят променливо напрежение след това той ще започне да се люлее, стиска и unclenching.
Звук Feature 2
обем # 151; е ниво на мощност, която е пропорционална на амплитудата на аудио сигнал. Силата на звука се измерва в децибели и обозначени db. Мерната единица за името Александър Греъм Бел. Нивата на звуково налягане характеристика на различните източници:
Пистолет прострелян на разстояние от няколко стъпки - 140db.
праг на болката от - 130db.
Jet двигател (в кабината) - 80 db.
Тих разговор - 70 db.
Шумолене в тихата стая - 40 децибела.
Шум в звукозаписно студио - 30 децибела.
Праг на слуха - 0 db.
Честота (Н) # 150; на броя на пълните трептения за единица време (единица # 150; Hertz). Колкото по-висока честота, по-високата звука.
тембър # 150; Тя е здрава, в които има колебания в различните набори от честоти и амплитуди. Определя основния тон терена, оттенъци, припокриване в определени съотношения, дава звук с определен цвят # 150; тембър.
Може да се каже, че тонът се определя от отделните амплитуди на хармоници (т.е., зависи от броя на хармонична връзка и техните амплитудите на амплитудата на основната вълна и е независима от фазата на по-високи хармоници). Продължителност (продължителност) # 150; времето, през което звука на чуват ясно и отива в абсолютна тишина.
ултразвук # 151; звуковите вълни с честота над човешкото ухо, обикновено под ултразвук разбират честоти над 20 000 херца.
Въпреки съществуването на ултразвук Отдавна е известно, неговото практическо използване доста млад. В наше време, ултразвук се използва широко в различни физически и технологични методи. Така, според скоростта на звука размножаване в средата се съди по своите физически характеристики. измервания Скорост на ултразвукови честоти дава много малка грешка се определя, например, адиабатни характеристики на бързи процеси, стойностите на специфичната топлина на газове, еластичните константи на твърди вещества.
Честотата на ултразвукови вибрации се прилагат в промишлеността и биология, е в диапазона от няколко десетки KHz до няколко MHz. Високо честотни вибрации обикновено се произвеждат чрез пиезоелектрични датчици, например бариев титанит. В тези случаи, когато основно значение е силата на ултразвукови вибрации, обикновено се използват механични ултразвукови източници. Първоначално всички ултразвукови вълни, получени от механични (камертони, свирки и сирени).
Естеството на ултразвук се среща и като компонент на много природни шум (шум от вятър, водопад, дъжд, шума на чакълени ролки от морето, в звука на мълния, и така нататък. Г.), а сред звучи дивата природа. Някои животни използват ултразвукови вълни за откриване на препятствия, ориентиране в пространството и комуникация (китове, делфини, прилепи, гризачи, tarsiers).
Ултразвукови емитери могат да бъдат разделени в две големи групи. Първата категория са излъчватели генератори; колебания в него са развълнувани заради наличието на пречки за постоянен поток от # 151; струи газ или течност. Втората група от излъчватели # 151; електроакустични преобразуватели; те преобразуването на вибрациите които вече са определени напрежение или ток в механична вибрация на твърдо тяло, което се излъчва в околната среда на акустична вълна.
Приложение на ултразвук 4
4.1 ултразвук в природата
Прилепи използват ехолокация ориентация през нощта отделят където устата (Kozhanova # 151; Vespertilionidae) или параболично огледало с форма на отвор лък (подкова # 151; Rhinolophidae) сигнали за изключително висока интензивност. На 1 # 151; 5 см от главата на налягането на животните ултразвук достига 60 мбара, т.е. съответства на контакт звукова честота област на звуковото налягане, генерирана от Пневматичният чук. Echo сигнали на техните прилепи са способни да възприемат при налягане от само 0.001 мбара, че е 10000 пъти по-малко от това на излъчвани сигнали. По този начин може да бъде заобиколена прилепи по време на полет на препятствия, дори в случаите, когато сигналите се наслагват върху намесата на ултразвук ехолокация с налягане 20 милибара. Механизмът на този висок имунитет шум все още не е известна. Когато локализация прилепи обекти, например вертикално опънати нишки с диаметър 0.005 # 151; 0.008 mm на разстояние 20 cm (продължителност половин крило), решаваща роля играе във времето смяна и разликата в интензитета между отделяни и отразени сигнали. Подкова да се ръководи и само с едно ухо (monoauralno), което значително улеснява от големи непрекъснато движещи предсърдие. Те могат дори да компенсира честота смяна между отделяни и отразени сигнали поради ефекта на Доплер (обект приближава ехото е много по-висока честота от предавания сигнал). Намаляване по време на полет честота сонар, така че честотата на отразения ултразвук останаха в района на максимална чувствителност на "слух" центрове, те могат да се определи скоростта на движещия себе си.
В молци в семейната разработен молец ултразвуков генератор шум "от трасето чукат" прилепите преследват тези насекоми.
Ехолокация се използва за навигация и домашни птици # 151; мастни kozodoi или oilbirds. Те обитават планинските пещери в Латинска Америка # 151; от Панама до северозападната част на юг от Перу и Суринам на изток. Да живееш в тъмнина, мастна kozodoi, обаче, са се адаптирали блестящо да лети през пещерите. Те дадоха малко щракане се възприемат от човешкото ухо и (тяхната честота от около 7000 херца). Всяко кликване продължава една до две милисекунди. Звук от прищракване се отразява от стените на затвора, както различни прогнози и възприемат препятствия и чувствителна изслушването птица.
ехолокация на ултразвук във вода са китоподобни.
4.2 диагностичен използването на ултразвук в медицината (ултразвук)
Поради добро разпространение на ултразвук в мека човешка тъкан, неговата относителна безопасност в сравнение с рентгенови лъчи и лекота на използване в сравнение с магнитен резонанс, ултразвук е широко използван за визуализиране на състоянието на вътрешните органи, особено в коремната кухина и тазовата кухина.
Терапевтичната използването на ултразвук в медицината
В допълнение към широко използване в диагностични приложения, ултразвук се използва в медицината (включително регенеративен) средство за лечение.
Ултразвукът има следните последици:
противовъзпалително, решаване на действие;
аналгетик, спазмолитично;
кавитация подобряване на пропускливостта на кожата.
фонофореза # 151; комбиниран метод за лечение, където в тъканта вместо конвенционален гел за ултразвукова емисии (използван, например, ултразвук) се прилага терапевтично средство (като лекарства и вещества с естествен произход). Предполага се, че ултразвук помага на терапевтичен вещество да проникне по-дълбоко в тъканта.
4.3 Използването на ултразвук в козметологията
Многофункционални козметичен апарат генериране на ултразвукови вълни с честота от 1 MHz, се прилагат за възстановяване и стимулиране на клетките на кожата в техния метаболизъм. Използването на ултразвук микромасаж произведени клетки, подобрява кръвта и лимфата микроциркулацията. В резултат се подобрява цвета на кожата, подкожната тъкан и мускули. Ултразвуково масаж спомага за освобождаването на биологично активни вещества, премахва мускулен спазъм, в резултат на бръчки, затегнат лицето и тялото тъкан. Използването на ултразвук извършва дълбоката приложение на козметични средства и лекарства, токсини и се изчистват и клетки.
4.4 метал чрез ултразвук
На конвенционални металорежещи машини не могат да бъдат пробити в тесния отвор на металната част на сложна форма, като пет лъчева звезда. Използването на ултразвук е възможно магнитострикция вибратор може да пробия дупка във всякаква форма. Блокада длето напълно замества фреза. В този случай, по-лесно и фрезови машини за обработка на метални части е по-евтино и по-бързо от машината за смилане.
Блокада дори може да направи резба в металните части в чашата, в рубин в диамант. Обикновено първата нишка е мек метал, и след това се гаси част. Ултразвуков апарат нишка може да се направи с вече втвърден метал и в най-трудните сплави. Същото е и с печати. Обикновено подпечата нрав след щателен му завършек. Ултразвуков машина за обработка на сложно произвежда абразивни (шкурка, корунд прах) в областта на ултразвукова вълна. Непрекъснато колебае в ултразвуковото поле, твърди частици прах се нарязват на сплавта трябва да се лекува и нарязани отвор със същата форма като тази на бит.
4.5 Получаване на смесите с помощта на ултразвук
Широко използвани ултразвук за получаване на хомогенна смес (хомогенизиране). Но през 1927 г., американски учени Limus и Wood установено, че ако две несмесващи се течности (например нефт и вода) се оттича в бехерова чаша и се подлагат на ултразвукова облъчване, емулсията се образува в стъкленицата, т.е. фин масло във водна суспензия. Такива емулсии са много важни в съвременната индустрия са: лакове, бои, фармацевтични продукти, козметика.
4.6 използването на ултразвук в биологията
Способността на ултразвук, за да се прекъсне клетъчните мембрани намират приложение при биологични изследвания, например, да се разделят на ензимите от клетката, ако е необходимо. Блокада се използва за унищожаване на вътреклетъчни структури като митохондрии и хлоропласти да се изследва връзката между тяхната структура и функции. Друго приложение на ултразвук в биологията, поради способността му да предизвика мутации. Проучвания, проведени в Оксфорд, показват, че ниска интензивност ултразвук може дори да повреди молекула ДНК. Изкуственото създаване на целенасочена мутация играе важна роля в отглеждането на растения. Основното предимство на ултразвук в сравнение с други мутагени (рентгенови лъчи, ултравиолетови лъчи) е, че тя е изключително лесен за работа.
4.7 Използването на ултразвук за почистване
Използването на ултразвук за механично очистване се основава на външния вид под негово влияние в течността на различни нелинейни ефекти. Те включват кавитация, акустична стрийминг, на звуковото налягане. Главната роля се играе от кавитация. мехурчета й произход близо В руши и замърсители могат да ги разрушат. Този ефект е известен като кавитация ерозия. Както се използват за тази цел има нисък ултразвук честота и увеличаване на мощността.
В лабораторни и промишлени ултразвукова баня заблатяване използвания разтворител за измиване на съдове и малки части (вода, алкохол и др. П.). Понякога през тях от частиците на земни се промива дори корени (картофи, моркови, цвекло и т.н.).
В дома, пране на текстил, използвайте специален излъчващия ултразвуково устройство се поставя в отделен контейнер.
4.8 Използването на ултразвук в ехолокация
Риболовната промишленост използва ултразвукови ехолокация за откриване на пасажи от риби. Ултразвуковите вълни се отразяват от пасажите от риба и идват в ултразвукова приемник преди ултразвукова вълна, отразена от дъното.
В автомобила прилагат ултразвукови parktronics.
Използването на ултразвук в измерване на дебит
За да се контролира потока и измерване на вода и топлоносител от 1960 ултразвукови разходомери се използват в промишлеността.
4.9 Използването на ултразвукова дефектоскопия
Ултразвукът се разпределя добре в някои материали, които могат да бъдат използвани за ултразвукова изпитване на продукти от тези материали. Наскоро посока развитие получава ултразвуков микроскопия позволява да разследва подземен слой от материал с добра разделителна способност.
4.10 Ултразвуково заваръчно
ултразвукова заварка # 151; заваряване налягане, се извършва под действието на ултразвукови вибрации. Такъв тип заваряване се използва за свързващи части, от които топлината се затрудни, при свързване на различни метали и метали със силна от окисни филми (алуминий, неръждаема стомана, пермалой платки, и така нататък. П.), в производството на интегрални схеми.
Звуковият ефект върху пясък
Свързани статии