Звук - вълнообразно с еластични трептения във въздуха, звучене развълнуван в него от организма. Всеки от нас някога е хвърлен камък във водата и го наблюдаваше как се махат кръгове се разминават. Ако плеснете с ръце, резултатът е един и същ памук въздуха започва да се люлее с определена честота и интензивност, но ние не виждаме. В зависимост от честотата на звука на трептене може да се променя. По-голямата честота на трептене, тонът-висок звук.
Чувствителността на човешкото ухо за звуци от различни честоти са различни. Хората са особено чувствителни към звуци, чиято честота е в границите от 16 до 20 000 цикъла в секунда. С възрастта, диапазон на слуха може да бъде намалена. Esli честота на трептене на звучене тялото е по-малко от 16 цикъла в секунда, системата на човешкия слух, не се получават такива звуци. Този така наречен инфразвук. Ние не възприемаме и звуци с честота по-голяма от 20,000 цикъла в секунда - ултразвук. Обикновено, честотата на звукови вибрации се измерва в херца (Hz).
Ултразвукът е безшумен и поради това те да бъдат открити хората използват специални устройства. Ултразвукови изследвания са довели до редица интересни научни открития и проправи пътя за широко използване на ултразвук: по физика, химия, биология, медицина и инженерство.
Скоростта на разпространение на ултразвук зависи от свойствата на материала, в който се простира. ултразвуковите свойства се различават значително от свойствата на звукови сигнали. Докато конвенционалните звук пътува от източника във всички посоки едновременно, ултразвук разпространение тесен лъч, като светлина. Мощността на въздух ултразвук с разстояние от източника намалява бързо в течности и твърди вещества ултразвук бавно атенюирани с разстояние. Именно този имот и се оставя да се прилага успешно ултразвук, за да се открият подводници и различни препятствия под вода. Специално Ултразвуков локатор - изпраща подводна
всяка посока тесен лъч, който започва да тече от извора и постепенно загубил, ако не отговарят на път никакви пречки. Ако ултразвуковата вълна срещне скала под вода или на лодка, тя се отразява от тях. Обикновените звуци се нарича отражение ехо. Блокада ехо се връща към източника, които изпращат сигнал, и те могат да бъдат приети. Отбелязвайки, времето, изминало от момента на изпращане на сигнал до завръщане ехо сигнал, и знаейки, скоростта, с която се разпространява ултразвук, е възможно да се определи разстоянието, на което е налице пречка. Въз основа на този принцип, се провеждат преговори между двете подводници. Обръщайки специално ултразвуково устройство от горе до долу, те се измери дълбочината на морето. Този инструмент се нарича сонар. Той е толкова точно предава всички повърхностни неравности на дъното на, те са много ефективни, за да търсят потънали кораби. Трябва също така да се каже, че в течността - въздух ултразвукови вълни почти напълно отразени без проникване във въздуха. Дори тънък слой от въздух до сто хилядна на сантиметър дебелина създава пречка за преминаването на ултразвукова енергия от една среда в друга. Поради тази причина, на действието на ултразвук се проявява само в присъствието на течен контакт между емитера на ултразвукови вълни и формулират обект. Появата на ултразвукови трептения се придружават от появата на вълни на повърхността или фонтана.
Особено интересни са изследвания, разглеждащи химически действието на ултразвук. Установено е, че ултразвук може да се ускори, а в някои случаи да предизвика различни реакции на окисление, а дори и възбуди сиянието вода. Учените смятат, че и двете явления са ода за една и съща причина. Размножаване на ултразвук се осъществява чрез периодично сгъстяване и разреждане на средата. Установено е, че чрез преминаване ултразвук през тялото на вода в него като кухи пространства - фини мехурчета (кавитация), които проникват в непосредствено разтворени газове в течността. Кавитация мехурчета съществуват много дълги. Те се образуват в местата на вакуум при скъсване течност. И тъй като стените на тези мехурчета носят електрически заряди, на натиск, в него прескача много малки искри, всяка от които прилича на микроскопичен цип. Под действието на такива искри кислород, разтворен във водата става много специално - активно състояние. Част от него се превръща в озон газ, генериран във въздуха по време на гръмотевични бури. Това активен кислород причинява окислителни процеси, наблюдавани по време на размножаване на ултразвук. Електрически заряди предизвика йонизация на водните молекули, които проникват в мехурчета кавитация под формата на пара. Йонизирани молекули са много нестабилни и бързо се разлага на водород (Н) и свободното активно хидроксилната група (ОН). Чрез взаимодействие с разтворените вещества във водата, тези елементи да предизвика серия от химични реакции. Под действието на ултразвукови вълни йод се освобождава от воден разтвор на калиев йодид, на сероводород - сяра, желязо и манган йони се окисляват. Освен това, поради излагане на ултразвукови вълни във вода се появява водороден пероксид и в присъствие на азот - азотен (HNO2) и азотна (HNO3) киселина, които са токсични за редица животински клетки. Под въздействието на ултразвук възникне не само окислителни процеси, но възстановителните процеси, деполимеризацията полимеризация и вътрешномолекулна прегрупиране.
След многобройни изследвания, учените са заключили, че ултразвук има способността да смаже големи молекули, и при определени условия може да се ускори образуването на големи молекули от по-малки частици. С помощта на ултразвук не може само разбият течността, но също така и твърди вещества. Този метод на ултразвук трошене намери приложение и в индустрията.
специален ултразвуков поялник е изобретен, който направил това лесно да се работи с алуминий и неговите сплави. По позицията се прави от тези материали не може да бъде нищо спойка по обичайния начин. Това, което е, че алуминий е изложен на кислород във въздуха като светкавица окислява, като образува по повърхността на много тънък филм оксид. Когато запояване, този филм предотвратява проникване на спойка към металната повърхност и не позволява стабилна spayu оформен. Ултразвукови вибрации запояване унищожи този филм, който ви позволява да се направи механично стабилен възел. По този начин може да запояване дори спойка ръждясали железни предмети, без предварителна обработка на повърхността.
Широко се използва способността на ултразвук, за да се признае на различни дефекти при преминаване през твърдото тяло. За да направите това, създаването на специални ултразвукови устройства, които позволяват много точна изследвания в тази област. Такава точна диагноза ултразвук помага за предотвратяване на трудови злополуки индустриална predriyatiy.
Ултразвуков микроскоп е създаден от Съветския физик, специалист по ултразвукова проверка Сергей Yakovlevich Соколов. За разлика от конвенционалните оптични, този микроскоп да увеличите снимки на обекти, попадащи в непрозрачните органи. Използването на ултразвук микроскоп може да наблюдава не само предметите се поставят в непрозрачна течност, а също и всички пукнатини, кухини и хетерогенност в твърдите вещества. Празнините в рамките на твърдо отговарят на по-тъмните места, което го прави възможно да се наблюдава най-малките недостатъци. Ултразвуков микроскоп дава увеличаване на стотици, хиляди и дори десетки хиляди пъти.
Чрез научни биолози, беше установено, че способността да се възпроизвежда и да възприемат ултразвукови вибрации има много членове на животинското царство. Например, цвърченето звучи скакалци, щурци, скакалци, и други насекоми и покриват честотния обхват до 100 хиляди херца. Прилепите излъчват ултразвук при честота на вибрациите от 70 - 80 000 цикъла в секунда. В този случай, звукът се отразява от всички обекти в пътя на своя полет. Вече е отразено ултразвук, открити от ухо на прилеп, и служи като предупредителен сигнал за него. С други думи, можем да кажем, че прилепите имат естествен сонар устройство. Учените стигат до извода, че прилепите много добре разграничават ултразвуковите сигнали от всеки от своите съседи.
Всички знаем, че най-големите представители на подводния свят на китове и делфини е успешно се използваха ултразвук диапазон за ориентация във водата. Използването на ултразвук, те предават информация на дълги разстояния от порядъка на десетки хиляди километри. Способността да улови ултразвук имат котки и кучета.
Биологичното въздействие на ултразвук е първият открит от френския учен физик Пол Ланжвен. Той открива, че разпространението на ултразвукови вълни в водоеми, където живее риба поплавък на повърхността "зашеметен". Те загубят равновесие и плува по гръб, като се опитва безуспешно да вземат нормално положение. С прекратяването на звукообработка риба се върнете към нормалния си живот и поведение, но само при условие, че интензивността и продължителността на експозицията не надвишава определени граници. В противен случай, живото същество се занимава тежки щети, и те умират.
Важна особеност на биологията на ултразвукови вълни е, че те имат способността да предизвика моментната механично разрушаване, загуба на животински и растителни клетки във водна среда. Под въздействието на ултразвук разграждат червени кръвни клетки (еритроцити), бели кръвни клетки (левкоцити), епителни, черния дроб и други клетки в физиологичен разтвор в суспензия. Вредните ефекти на ултразвуковата вълна и различни микроорганизми. разкъсвания клетъчните стени доста бързо има някои видове гъби и съдържанието прехвърлени в околната среда. В областта на действие на ултразвукови вълни убити почти всички изследвани патогенни организми и neboleznetvornye. Дори бацил грудка, известен със своята устойчивост е разделен на отделни части под влияние на ултразвукови вълни диапазон. Ултразвукът е в състояние да убива вируси. Въпреки това, не всички организми са еднакво чувствителни към ултразвук. Някои от тях са доста бърз прилив и да умре, и се изисква по-интензивна и дълготрайна експозиция за смъртта на другия. Описани свойства на ултразвук дава широка употреба за различни приложения, особено в тези индустрии и услуги, които изискват стерилизация на вода.
Много голяма молба стойност ултразвук в производството на някои лекарства. Например, известно е, че камфор - неразтворими във вода, така че не може да се прилага директно в кръвния поток от пациенти. Благодарение на смачкване способността на ултразвук, успя да се получи емулсия на масло камфор с такива малки частици, които могат да бъдат безболезнено въведени в кръвта на пациента. Използване на ултразвукови вълни, изпълнена растителни и животински клетки, е възможно да се извлече намира в клетките на биологично активни вещества -. Ензими, витамини, хормони, и т.н. Процесът на извличане се извършва при ниски температури, без участието на чужди вещества и при стерилни условия, който предпазва получената субстанция Снек от унищожение.
При по-продължително излагане на ултразвук се разпадат и биологично активни вещества: ензими, витамини, токсини, и се подлагат на разцепване: протеинови частици, аминокиселини, пуринови и пиримидинови бази, нуклеинови киселини, и др ...
С ултразвук можете да получите на рибено масло, като същевременно се запази целостта на който е там витамин А. Също така, ултразвук помага да извлечете някои от бактериални тела
патогени ендотоксини. ендотоксин възстановени обработва с ултразвук при определени условия губи своята токсичност, като се запазва имуногенните свойства, може да индуцира имунитет на действието на токсина, която позволява използването на ултразвук, за да се създаде много ценни терапевтични средства.
Необходимо е също така да се знае, че гредата на ултразвукови вълни с висока интензивност може да бъде страхотен оръжие, което убива всички живи същества. Той се причинява от разкъсване на кръвоносните съдове и увреждане на вътрешните органи, което води до смъртта на един жив организъм.
Ако излее вода в сгънат вид на чашата от ръката, и падна ръката си в задната част на ултразвукови фонтана - повърхностните води в дланта на ръката си, започва да се движи, лицето ще изпитате силна болка в ръката си. Ултразвукови вълни, чрез въздействие върху мозъчната тъкан, може да предизвика състояние на шок. Също така е много чувствителен към ултразвук, и нервната система.
Естествено, ниска интензивност ултразвук може да има благоприятен ефект върху човешкото тяло. Тя може да се ускори и амплифициране на някои биологични процеси, проявяващ по този начин стимулиращ ефект и засягат метаболизма. Например, ефекти на ултразвука върху семената на треви и бобови култури маслодайни култури, да има положително въздействие върху техния растеж.
Използване на специални лещи, насочени ултразвукова енергия може да се концентрира и се насочва към определена дълбочина и в определена област на тялото, която отваря нови възможности в много изучаване на ролята и значението на отделните органи, както и техните части от живота на живите организми.
ниска интензивност ултразвук има лечебен терапевтичен ефект при различни заболявания на вътрешните органи, сърдечно-съдовата система, периферни нерви, мускули, стави, и т. р. дължи не само на топлината, причинена от колебанията в дълбоко разположени тъкани. Сега тя се използва широко, особено в физиотерапия.
диагностични методи ултразвукови използвани в неврологията, кардиологията, хирургия, гинекологията и офталмологията за вътрешно изследване на повърхностните и външните органи.
Свързани статии