[]

الموجات فوق الصوتيةعبدالناصر آيه

زكي محمدSEC 1 , B.N 15االولى – الفرقهالهندسة قسمجامعة _ الطبيةالقاهرة

التقرير محتويات

مقدمة_

الضوء_ مقابل الصوت

الفيزيائي_ التعريف

الصوتية_ الموجة خصائص

الصوتية_ الموجة تصنيف

الموجات_ استخدام على أمثلةفي الفائقة الصوتية

الطبية الهندسة مجال

تضمنها_ التي المعادالت

المصادر_

1

الضوء مقابل الصوت

عزم و قوة قياس في قبل من أحد ينجح لمبشكل ما، كائن على ضوئي شعاع دوراننفسها. المعادالت هذه الحظ، لحسن آني

حيث الصوتيات، علم في تطبيقها يمكنبكثير أصغر بسرعة الضوء سرعة تستبدل

. بنفس صوت شعاع الصوت سرعة هيأقوى، لف\ و دفع توليد بالتالي يمكنه القدرة

. سهولة أكثر بينهما النسبة قياس يجعل مما

المتخصصة الفيزيائية استطاعت مؤخرا_ وو ديمور، كريستين صوتيات الفوق في

و ماكدونالد مايك البيوفوتونيك في الباحثجامعة في الطبية العلوم معهد من زمالئهم

مع بالتعاون و المتحدة، المملكة في دانديإيلينوي وسيليان جامعة من سبالينج غبريال

هذه قياس من ، المتحدة الواليات فيالنظرية هذه إثبات و عمليا_ النسبة

األساسية.

2

من دولي فريق تمكن مرة، ألوللكل اآلني القياس من الفيزيائيين

الدوران عزم و الزاوي الزخم من . و الصوتية الموجات بواسطة الناشئ

_ تماما تتفق النسبة هذه أن وجد قدللموجات نظريا_ المتوقعة النسبة مع . للباحثين، فقا_ و الضوئية و الصوتية

محتملة تكون أن يمكن تقنياتهم فإنو الطبي التصوير في لتطبيقها

العالج

3

هو الصوتيات و البصريات في أساسي مبدأزخم تحمل الموجة ، (momentum) أن و

. عنه يقل ال و قوة تبذل أن يمكنها بالتالي _ زخما تحمل أن يمكن أنها مفهوم أهمية

_ عزم ( angular momentum) زاويا تولد وtorque) دوران ). هاتين بين النسبة

- - و أساسي أمر اللف و الدفع الكميتينمن يعتبر و الموجات فيزياء في مركزي

وجود عدم رغم العلم هذا في المسل\ماتص|||الحيتها دلي|||ل يثبت مباش|||ر تجري|||بي .

4

 

مقدمة-1

قادرة موجة أو متكررة، موجة هو الصوتمثل مادية وسائط عدة في التحرك علىوال والغازات، والسوائل الصلبة المواد

يمكن الحي والكائن فراغ، في تنتشرفي السمع حاسة خالل من به االحساس

. األحياء علم منظور من الحية الكائناتعدة أو نغمة على تحتوي إشارة هو الضجيج

كما الكائن، صوت انبعاث من تأتي نغماتآخر كائن وبين بينه لالتصال وسيلة تستخدم

من آخر، جنس من أو الجنس نفس منأو بوعي يفعل أو يقول أن يريد ما خاللها

في الصوت سرعة وتقدر مسبق، وعي بدونعادي هوائي أو 343وسط الثانية في متر

1224 . سرعة تتعلق الساعة في كيلومترالتي المادة وكثافة الصالبة بعامل الصوت

. الصوت فيها يتحرك

5

للمركز، الميكانيكي االهتزاز هو الصوتصيغ من واحدة موجة ليس الصوت ولكن ) ويميزة) الضوء يسلط الذي االنتشار نماذج

: الصوت دفق أخرى نماذج على وكمثالالصوت) (تدفق

على تؤثر التي العوامل من غيرها وهناكالمادة طبيعة مثل والسرعة الصوت انتشار

) المغناطيسية) المجاالت تتأثر اللزوجة،

6

الفيزيائي_ 2 التعريف

من الضجيج هو الفيزياء نظر وجهة منوالغازات. السوائل في موجة وتكون الموجة

. الهواء في أيضا هي طولية موجة وكذلكموجات في الصوت ينشر الصلبة المواد في

المتوسطة. الجزيئات تعبرحركة و عرضية ) وانتشار) وسطية حالة عن عادة الهواء

الصوت سرعة وترمز بالسرعة، .Cالخاص . ال الصوت الطاقة الصوتية الموجات وحركة

. الفراغ في ينتشر

الذي الوسط على تعتمد الصوت سرعةالهواء. في الصوت سرعة متر 343تنتقل

حرارة درجة عند الثانية م /1407و C ° 20في. المئوي الصفر درجة في الماء في ث

الصوتية \ الموجي الطول حساب يمكنالتردد من المدا الصوت fموجة Cوسرعة

بالمعادلة:

فاراد\ = \ } { Cالمدا

أو الضغط في االختالفات تكون ما عادة . وهذا السرعة في التغير قضية في كثافة

ضغط مستوى ويقدر تصوراتنا في واضحب الديسيبل في . 130الصوت على ديسيبل

7

الضغط ويمثل يضر، البشرية األذن من درجة : الجوي والضغط الجوي الغالف في العادي

باسكال ثابت أن 101325للهواء حين في ، من الصوت ضغط له 130مستوى ديسيبل

الصوت للضغط الفعلية ص 63القيمة بافقط.

8

الصوتية_ 1.3 الموجات خصائص

أي مركز في الموجهة الصوتية الموجاتالسريعة الجسيمات من زلزالية حركة

مركز تشكل التي الجزيئات من الزلزاليةالمتوسطة الجزيئات من واحدة حركة تألف

والتي المجاورة، الجزيئات تعطل إلى تؤديدواليك، وهكذا العمل، بنفس تقوم بدورها

تعكس االضطرابات من موجة أن حتى . عندما الحركة انطالق نقطة أول منتصف

بحركة تقوم الهواء في الرنانة الشوكة تهتزالمجاور األمام إلى الهواء لضغط هشة

يحدث. ما سرعان فإنه ذلك، ومع والخلفالمجاورة والمناطق خاص مطاطي تكييف

ان بحيث اعتيادية، بطريقة وتسحب تضغطمن بدءا تنتشر الزائد الضغط من موجه

وبنفس الرنانة، الشوكة من الهشة المنطقةمكتمل غير ضغط موجه تعودة الطريقةتسكن . ان الى تدريجيا وتتقلص

وهو الطريق هذا في ولدت الرنانة الشوكةوهو اللحن، من سليمة نقية شبكة نسميه ما

تواتر هما عنصرين الكمية في عنه يعبر ماأو اإلتساع على والقدرة التردد اهتزاز

الكثافة.

9

10

_2.3) تابع ) الصوتية الموجات خصائص

جزيئات - من جزيء أي الرنانة الشوكة ذروةمتناغمة حركة يعانون المتوسطة المجاورة

النتشار الرئيسي االتجاه في بسيطةهذا مواقف تمثل أن يمكن بحيث الموجات

. إذا جيبية موجة للمرة الحركة في الجزيءاالهتزاز مصدر بسيطة حركة الحركة كانتوالموجي والخلف، األمام إلى متناسقة غير

المنبهات وصفة هو وهذا معقدا، ليكون . يكون أن يمكن هذا طبيعية أكثر الصوتية

أو موجتين إلى حسابيا معقدة موجة تحليلذلك بعد يمكن التي الجيبية األمواج من أكثر

توتر أي السابقة، البرنامج عناصر تحديدوشدة.

: الصوتية الموجة شدة

واحد على تؤثر التي الطاقة كمية هوالموجة مرور أثناء المركز من مربع سنتيمتروحدة هي ديسيبل وحدة أن حيث الصوتية،

. الموجهة الطاقة كمية عن للتعبير تستخدمبشكل المتغيرة الصوتية للشدة ونظرا

يتم والتميز، األذن تلتقطها والتي ملحوظ،

11

القيم حيث من الشدات هذه عن التعبيرالحقيقية.

ديسيبل، بال الصوت شدة أن نقول عندماأضعاف عشرة هو الرقم هذا أن يعني هذا

إلى الصوتية الطاقة من نسبة لوغاريتم. عليها المتفق األخرى طاقة

12

3.3 _) تابع ) الصوتية الموجات خصائص

) الضغط = ) 2الطاقة

DB = 10 X ) 2الضغط )

DB = 10 X الطاقة

البشرية: األذن تحمل شدة بين الفرق مثالهو قوة وأكثر حدة . 120أقل هذه ديسيبل

مثل للطاقة قوي صوت نسبة هي الكميةمن األدنى الحد في الطاقة للصوت الرعد

زيادة ديسيبل وحدة وتمثل السمع، عتبةقدرة إلى الصوت يعادل ما في 26، 1حقيقية

مرات.

اعتماد يجب فإنه ديسيبل، نسب كمقياس . على له نسبة مع للمقارنة وثيقة أو معيار

الحد على تعتمد أن يمكن المثال، سبيلالمعيار هذا ولكن السمع، عتبة من األدنى

اعتمادا جدا ومختلفة آلخر شخص من يختلف. الصوت ترددات على

االعتبارات هذه تجنب أجل ومن ولذلك،اعتماد على المسألة هذه في المشاركة

. لمعدل مقياس هو واط القياسية اتفاقيةيقرب ما مربع سنتيمتر لكل الطاقة تدفق

الترددات لسماع تسمح ال السمع عتبة من.1000الصوتية ) الواحدة( الثانية في نبضة

13

14

1.4_ صوتية الفوق الموجات تصنيف

لتردداتها وفقا الصوتية الموجات وتصنف: يلي كما

الراديو موجات

بين الترددات تقع التي تلك و 20هي هرتز20 األذن ،000 طريق عن الصوت وتمثل هرتز،

. للصوت األدنى الحد حيث العادية البشريةالطبيعية البشرية األذن تحسين أن تردد

هو 20حوالي األعلى الحد بينما 20هيرتز،عند 000 المدى على االنخفاض وهذا هرتز،

حوالي إلى السن 12كبار 000، . يقع هرتزاألذن إلى الصوت من األقصى الحد بمعنى

بين الطبيعي المعدل في و 5000البشريةاالهتزازات 8000 يتضمن والذي هرتز، هرتز

. أن يمكن معروف، هو وكما األبجدية منخالل من الصوتية الفرقة األحداث تكون

واآلالت اإلنسان في الصوتية الحبالأو النحاس أو وجود الوترية الموسيقية

. أخرى وآالت أنبوب

15

صوتية _2.4 الفوق الموجات تصنيف

االوديو موجات

على ترددات تزيد التي الموجات 20000هياألذن حاسة نطاق خارج تقع والتي هيرتز،موضوع. يزال ال موجة من النوع هذا البشرية

التطبيقات مهمة واالهتمام المكثف البحثفي المناطق من العديد على تؤثر التي

. الممكن من أصبح وغيرها والطب الصناعةترددات على الصوتية فوق الموجات تنتج أن

عن 1000000تتجاوز مختلفا وليس هيرتزالموجات خصائص حيث الموجات هذه

بسبب هذا ولكن أخرى، جهة من الصوتيةأن الممكن من أنه موجات من قصيرة فترة

العالية الطاقة ذات الدقيقة الموجات تتحرك) السينية ) األشعة للجسم

16

الموجات _5 استخدام على أمثلةالطب مجال في الفائقة الصوتية

17

6_ الموجات في المعادالت بعضصوتيه الفوق

السوائل في الصوتية الموجات لسرعة نظراالمعادلة طريق عن

فارك = \ }\ } التربيعي الجذر {{Eت د{ }

الصفر درجة عند الهواء في الصوت سرعةهي ارتفاع / 331.1المئوي من ويزيد ث، م

. الصوت سرعة تقدر السرعة حرارة درجةالماء القياسي / B1450في الصف في ث م

(15 ° C .)الصلبة المواد من مجموعة هذهبين سبيل / 6000و 3000السرعة على ث، م

هو و / 5100المثال، واأللمنيوم للحديد ث مإلى / 3560 والوصول للنحاس ث متر 5200م

. الزجاج في الواحدة الثانية في

يستخدم األصوات عن للتعبير اذنشائعة طريقة أفضل استجابة

مقياس أو الصوت، شدة مقياسالعدد قوى إلى استنادا .10ديسيبل،

نطاق في نالحظ أن أن DBويمكنبالكاد صوت لشدة األدنى الحد

أي ) إذن م / ^W{ 12 ^ }- 10المتوسط

18

ديسيبل،( 2 نطاق في صفر هوالصوت شدة زادت كلما أعلى وكثافة

في 10 الصوت مستوى من مراتبنسبة أن 10ديسيبل وجد وقد وحدة،

وفقا األصوات على للسيطرة اإلذنديسيبل للجدول

التي الكثافةبوحدة نستقبلهاالديسيبل

الصوت نوع

1120Sound that causes pain

10−2100Punch rock Pneumatic

10−570Heavy road traffic

10−660Normal conversational

19

10−1020Average height whisper

10−1020The rustle of the trees

10−120Voice barely

20

المصادر_

ويكيبيديا موسوعة

فوق الموجات لفهم مباشرة روابطصوتية

https://www.youtube.com/watch?v=yGatcPgSyeo

21

فوق للموجات مجانية تعليميه دوراتالصوتية

https://www.facebook.com/pages/%D8

%AF%D9%88%D8%B1%D8%A7%D

8%AA-%D8%AC%D9%87%D8%A7%D8%B2-%D9%85%D9%88%D8%AC

%D8%A7%D8%AA-%D9%81%D9%88%D9%82-%D8%B5%D9%88%D8%AA

%D9%8A%D9%87/158607647560954

22

23