УЛТРАЗВУК

урок

1. Определение

Механични вълни с висока честота (от 20 000Нz до 1012 – 1013 Нz). Те имат много малка дължина на вълната.Някои животни излъчват и улавят ултразвук и така получават информация за околната среда и се ориентират в пространството.

Животни които чуват Животни които чуват ултразвукаултразвука.. ν >20 000Hz20 000Hz

ПрилепПрилеп - - до 110 кНz

Нощна пеперуда Нощна пеперуда

МишкаМишка

КучеКуче - - до 45 кНz

СкакалецСкакалец

КоткаКотка

КитКит

ДелфинДелфин - - до 150 кНz

2. ИЗТОЧНИЦИ НА УЛТРАЗВУК

Механични излъчватели – свирки и сирени, използващи въздух или течност.

Електромеханични – пиезоелектрични и магнитострикционни.

Пиезоелектричен ефект 

ППри деформация на свиване и ратягане на изрязана по ри деформация на свиване и ратягане на изрязана по подходящ начин пластинка от пиезокристал (кварц, подходящ начин пластинка от пиезокристал (кварц, турмалин, сегнетова сол, бариев титанат и други) върху турмалин, сегнетова сол, бариев титанат и други) върху срещуположните й стени възникват разноименни срещуположните й стени възникват разноименни електрични заряди. Така между тези стени се създава електрични заряди. Така между тези стени се създава напрежение. При смяна на свиването с разтягане знакът напрежение. При смяна на свиването с разтягане знакът на зарядите върху стените се сменя, напрежението, което на зарядите върху стените се сменя, напрежението, което възниква е обратно. Върху тези определени повърхности възниква е обратно. Върху тези определени повърхности се нанася тънък слой метал, който се използва като се нанася тънък слой метал, който се използва като електроди. С тях се регистрира възникналото напрежение.електроди. С тях се регистрира възникналото напрежение.

Обратен пиезоелектричен ефект

Ако между електродите на пластинка от пиезо-кристал се създаде променливо напрежение с висока честота, пластинката извършва принудени трептения със същата честота. Когата честотата на U съвпадне с ν на собствените трептения на пластинката, настъпва резонанс и А на трептенията силно нараства, нараства и интензитетът на излъчената ултразвукова вълна. Такива пиезоелектрични преобразуватели се наричат източници на ултразвук.

Магнитострикционни ултразвукови пребразуватели.

За възбуждане на еластични механични трептения при За възбуждане на еластични механични трептения при промишлени условия се използват свойствата на някои промишлени условия се използват свойствата на някои материали, чиито геометрични размери се увеличават материали, чиито геометрични размери се увеличават или намаляват под влияние на електромагнитното, или намаляват под влияние на електромагнитното, респективно електрическо поле. Този ефект може да се респективно електрическо поле. Този ефект може да се наблюдава при феромагнитните материали и се наблюдава при феромагнитните материали и се означава като магнитострикционен. Най-широко означава като магнитострикционен. Най-широко разпространените магнитострикционни материали са разпространените магнитострикционни материали са сплавите на Ni и Fe , а също кобалт и ванадий.Те се сплавите на Ni и Fe , а също кобалт и ванадий.Те се използват при използват при νν = 20-40 kHz. = 20-40 kHz.

3. Свойства и приложения на ултразвука.a) Ултразвукът в медицината:

Микро масаж на тъканите.За разрушаване на тъкани, тумори, камъни в бъбреците.За лекуване на перде на окото.Съединяване или безболезнено пробиване на отвори в костта.Диагностични ултразвукови скенери (работят в честотния диапазон от 2 до 13 мегахерца) се използват за диагностика на вътршни органи(Ехография).Активира процесите на обмяна на веществата.

За регистриране и оценка на различни дефекти и нееднородности в изделията.Ултразвуково заваряване.Ултразвуково (supersonic) почистване се използва в бижутерията, оптиката, за почистване на часовници, зъболекарски и хирургични инструменти и на промишлени части.Ултразвуковата почистваща вана за различни ултразвукови сонохимични процеси, като смесване, деаериране и др. Системи с ултразвуков генератор.За научни изследвания.Микроскопи с висока контрастност.За измерване дълбочини на водни басейни, проучване на релефа на дъното и т.н. с помощта на ултразвукови ехо-сигнали(Ехолот) ; h = ut/2

б) Ултразвукът в промишлеността,техниката:

Комбиниран апарат за електротерапия ултразвук

Ултразвуковият пилинг отстранява мъртвите клетки и разбива комедоните в дълбочина без зачервявания и белези. Така кожата се възстановява, освежава и омекотява. Нещо повече - ултразвукът масажира на клетъчно ниво и повишава концентрацията на кислород в кожата, като в същото време намалява напрежението в мускулите, облекчава стреса и предотвратява възпалителните процеси.

С ултразвукова локация се изследва релефа на морското дъно. Откриват се подводни лодки, рибни пасажи, айсберги и др.

Знаете ли, че:Сплавите, облъчени с ултразвук, повишават качеството си; С ултразвук могат да се обработват с голяма точност материали от рода на керамика и стъкло; Тигърът парализира жертвите си с ултразвук;Скакалците “чуват” с краката си, размахвайки ги във въздуха за да познаят от къде идва звукът;Рибите чуват през тялото си.