Ultrazvuk…………………………………………………………………….4

Ultrazvuk kao elastični talasi………………………………………..4

Specifičnosti ultrazvuka…………………………………………..5

Izvori i prijemnici ultrazvuka………………………………………..7

Mehanički emiteri…………………………………………………………7

Elektroakustički pretvarači……………………………….9

Ultrazvučni prijemnici…………………………………………………………..11

Upotreba ultrazvuka……………………………………………………………...11

Ultrazvučno čišćenje…………………………………………………………...11

Obrada supertvrdih i krhkih

materijali………………………………………………………………………13

Ultrazvučno zavarivanje………………………………………………….14

Ultrazvučno lemljenje i kalajisanje……………………………………14

Ubrzanje proizvodnih procesa……………………………………15

Ultrazvučna detekcija grešaka……………………………………15

Ultrazvuk u radio elektronici…………………………………..…17

Ultrazvuk u medicini…………………………………………………..18

Literatura……………………………………………………………..…….19

dirigovanje.

Dvadeset prvi vek je vek atoma, osvajanja svemira, radio elektronike i ultrazvuka. Nauka o ultrazvuku je relativno mlada. Prvo laboratorijski radovi o proučavanju ultrazvuka izvršio je veliki ruski fizičar P. N. Lebedev u kasno XIX, a potom su se ultrazvukom bavili mnogi istaknuti naučnici.

Ultrazvuk je talasno oscilatorno kretanje čestica medija. Ultrazvuk ima neke karakteristike u poređenju sa zvukovima čujnog opsega. U ultrazvučnom opsegu, relativno je lako dobiti usmereno zračenje; dobro se prilagođava fokusiranju, zbog čega se povećava intenzitet ultrazvučnih vibracija. Kada se razmnožava u gasovima, tečnostima i čvrste materije generiše ultrazvuk zanimljivih pojava, od kojih su mnogi pronađeni praktična upotreba u raznim oblastima nauke i tehnologije.

AT poslednjih godina ultrazvuk počinje da igra sve veću ulogu u naučnim istraživanjima. Uspješno su provedena teorijska i eksperimentalna istraživanja u području ultrazvučne kavitacije i akustičkih strujanja, što je omogućilo razvoj novih tehnološkim procesima teče pod uticajem ultrazvuka u tečnoj fazi. Trenutno se formira novi smjer u hemiji - ultrazvučna hemija, koja omogućava ubrzanje mnogih kemijskih i tehnoloških procesa. Naučno istraživanje doprinijelo je nastanku nove grane akustike - molekularne akustike, koja proučava molekularnu interakciju zvučnih valova s ​​materijom. Pojavile su se nove oblasti primene ultrazvuka: introskopija, holografija, kvantna akustika, ultrazvučno fazno merenje, akustoelektronika.

Uz teorijska i eksperimentalna istraživanja u oblasti ultrazvuka, mnogi praktičan rad. Univerzalne i specijalne ultrazvučne mašine, instalacije koje rade pod povećanim statičkim pritiskom, ultrazvučno mehanizovane instalacije za čišćenje delova, generatori sa povećanom frekvencijom i novi sistem hlađenje, pretvarači sa ravnomjerno raspoređenim poljem. Stvorene su i uvedene u proizvodnju automatske ultrazvučne instalacije koje su uključene u proizvodne linije, koje omogućavaju značajno povećanje produktivnosti rada.

ultrazvuk.

Ultrazvuk (US) - elastične vibracije i valovi, čija frekvencija prelazi 15 - 20 kHz. Donja granica ultrazvučnog frekvencijskog područja, koja ga odvaja od područja čujnog zvuka, određena je subjektivnim svojstvima ljudskog sluha i uslovna je, jer je gornja granica slušne percepcije različita za svaku osobu. Gornja granica ultrazvučnih frekvencija je posljedica fizičke prirode elastičnih valova, koji se mogu širiti samo u materijalnom mediju, tj. pod uslovom da je talasna dužina mnogo veća od srednjeg slobodnog puta molekula u gasu ili međuatomske udaljenosti u tečnostima i čvrstim materijama. U gasovima na normalan pritisak gornja granica ultrazvučnih frekvencija je » 10 9 Hz, u tečnostima i čvrstim materijama granična frekvencija dostiže 10 12 -10 13 Hz. U zavisnosti od talasne dužine i frekvencije, ultrazvuk se razlikuje specifične karakteristike zračenja, prijema, širenja i primjene, stoga je područje ultrazvučnih frekvencija podijeljeno na tri područja:

· niske ultrazvučne frekvencije (1,5×10 4 - 10 5 Hz);

srednji (10 5 - 10 7 Hz);

visoka (10 7 - 10 9 Hz).

Elastični talasi sa frekvencijama od 10 9 - 10 13 Hz obično se nazivaju hiperzvukom.

Ultrazvuk kao elastični talasi.

Ultrazvučni talasi (nečujni zvuk) po svojoj prirodi ne razlikuju se od elastičnih talasa u čujnom opsegu. Razmnožava se samo u gasovima i tečnostima uzdužni talasi, au čvrstim materijama - uzdužne i posmične s.

Širenje ultrazvuka poštuje osnovne zakone uobičajene za akustične valove bilo kojeg frekvencijskog opsega. Osnovni zakoni distribucije su zakoni refleksije zvuka i prelamanja zvuka na granicama raznim okruženjima, difrakcija zvuka i rasipanje zvuka u prisustvu prepreka i nehomogenosti u mediju i nepravilnosti na granicama, zakoni širenja talasovoda u ograničenim područjima životne sredine. Važnu ulogu igra odnos talasne dužine zvuka l i geometrijske veličine D - veličina izvora zvuka ili prepreka na putu vala, veličina nehomogenosti medija. Kada je D>>l širenje zvuka u blizini prepreka odvija se uglavnom prema zakonima geometrijske akustike (možete koristiti zakone refleksije i prelamanja). Stupanj odstupanja od geometrijskog obrasca širenja i potreba da se uzmu u obzir fenomen difrakcije određuju se parametrom

, gdje je r udaljenost od tačke posmatranja do objekta koji uzrokuje difrakciju.

Brzina širenja ultrazvučnih talasa u neograničenom mediju određena je karakteristikama elastičnosti i gustine medija. U ograničenim medijima, na brzinu širenja talasa utiče prisustvo i priroda granica, što dovodi do frekvencijske zavisnosti brzine (disperzije brzine zvuka). Smanjenje amplitude i intenziteta ultrazvučnog talasa dok se širi u datom pravcu, odnosno slabljenje zvuka, uzrokovano je, kao i kod talasa bilo koje frekvencije, divergencijom fronta talasa sa udaljenosti od izvora, rasipanje i apsorpcija zvuka. Na svim frekvencijama, i čujnim i nečujnim rasponima, dolazi do takozvane "klasične" apsorpcije, uzrokovane smičnim viskozitetom (unutrašnjim trenjem) medija. Osim toga, postoji i dodatna (relaksirajuća) apsorpcija, koja često znatno premašuje "klasičnu" apsorpciju.

Sa značajnim intenzitetom zvučnih talasa pojavljuju se nelinearni efekti:

narušava se princip superpozicije i dolazi do interakcije valova, što dovodi do pojave tonova;

· oblik talasa se menja, njegov spektar je obogaćen višim harmonicima i, shodno tome, raste apsorpcija;

· kada se dostigne određena granična vrijednost ultrazvučnog intenziteta, dolazi do kavitacije u tekućini (vidi dolje).

Kriterijum za primenljivost zakona linearne akustike i mogućnost zanemarivanja nelinearnih efekata je: M<< 1, где М = v/c, v – колебательная скорость частиц в волне, с – скорость распространения волны.

Parametar M naziva se "Mahov broj".

specifičnosti ultrazvuka

Iako su fizička priroda ultrazvuka i osnovni zakoni koji određuju njegovo širenje isti kao kod zvučnih valova bilo kojeg frekvencijskog opsega, on ima niz specifičnosti. Ove karakteristike su rezultat relativno visokih američkih frekvencija.

Mala valna dužina određuje ray karakterširenje ultrazvučnih talasa. U blizini emitera, valovi se šire u obliku snopa, čija poprečna veličina ostaje približna veličini emitera. Kada takav snop (US snop) udari u velike prepreke, on se odbija i prelama. Kada snop udari u male prepreke, nastaje raspršeni val, koji omogućava otkrivanje malih nehomogenosti u mediju (reda desetih i stotih dijelova mm.). Refleksija i rasipanje ultrazvuka na nehomogenostima medija omogućavaju formiranje u optički neprozirnim medijima zvučne slike objekata koji koriste sisteme fokusiranja zvuka, slično kao što se radi sa svjetlosnim snopovima.

Fokusirajući ultrazvuk omogućava ne samo dobijanje zvučnih slika (sistemi snimanja zvuka i akustične holografije), već i koncentrat zvučna energija. Uz pomoć ultrazvučnih sistema fokusiranja moguće je formirati unaprijed određene karakteristike usmerenosti emiteri i upravljaju njima.

Periodična promjena indeksa prelamanja svjetlosnih valova, povezana s promjenom gustine ultrazvučnog talasa, uzrokuje difrakcija svjetlosti ultrazvukom uočeno na američkim frekvencijama u opsegu megaherc-gigaherca. U ovom slučaju ultrazvučni talas se može smatrati difrakcionom rešetkom.

Najvažniji nelinearni efekat u ultrazvučnom polju je kavitacija- pojava u tečnosti mase pulsirajućih mehurića ispunjenih parom, gasom ili njihovom mešavinom. Složeno kretanje mjehurića, njihovo urušavanje, spajanje jedni s drugima itd. generiraju kompresijske impulse (mikrošok valove) i mikroprotoke u tekućini, uzrokuju lokalno zagrijavanje medija, ionizaciju. Ovi efekti utiču na supstancu: dolazi do uništavanja čvrstih materija u tečnosti ( kavitaciona erozija), dolazi do miješanja fluida, pokreću se ili ubrzavaju različiti fizički i hemijski procesi. Promjenom uslova kavitacije moguće je pojačati ili oslabiti različite efekte kavitacije, na primjer, povećanjem frekvencije ultrazvuka povećava se uloga mikroprotoka i smanjuje kavitaciona erozija, s povećanjem pritiska u tekućini, povećava se uloga mikrouticaja. Povećanje frekvencije dovodi do povećanja intenziteta praga koji odgovara nastanku kavitacije, što zavisi od vrste tečnosti, njenog sadržaja gasa, temperature itd. Za vodu pri atmosferskom pritisku, obično je 0,3–1,0 W/cm 2 . Kavitacija je složen skup fenomena. Ultrazvučni talasi koji se šire u tečnosti formiraju naizmenična područja visokog i niskog pritiska, stvarajući zone visoke kompresije i zone razređivanja. U razrijeđenoj zoni, hidrostatički tlak opada do te mjere da sile koje djeluju na molekule tekućine postaju veće od sila međumolekularne kohezije. Kao rezultat nagle promjene hidrostatičke ravnoteže, tečnost se "lomi", formirajući brojne sitne mjehuriće plinova i para. U sledećem trenutku, kada u tečnosti počne period visokog pritiska, mjehurići nastali ranije kolabiraju. Proces kolapsa mjehurića praćen je formiranjem udarnih valova s ​​vrlo visokim lokalnim trenutnim pritiskom, koji dostiže nekoliko stotina atmosfera.

Ultrazvuk

Ultrazvuk- elastične oscilacije sa frekvencijom iznad granice sluha za osobu. Obično se ultrazvučnim opsegom smatraju frekvencije iznad 18.000 herca.

Iako je postojanje ultrazvuka poznato odavno, njegova praktična upotreba je prilično mlada. Ultrazvuk se danas široko koristi u raznim fizičkim i tehnološkim metodama. Dakle, prema brzini širenja zvuka u mediju, ocjenjuju se njegove fizičke karakteristike. Mjerenje brzine na ultrazvučnim frekvencijama omogućava da se, uz vrlo male greške, odrede, na primjer, adijabatske karakteristike brzih procesa, vrijednosti specifičnog toplinskog kapaciteta plinova i elastične konstante čvrstih tijela.

Izvori ultrazvuka

Frekvencija ultrazvučnih vibracija koje se koriste u industriji i biologiji je u rasponu od nekoliko MHz. Takve vibracije se obično stvaraju pomoću piezokeramičkih pretvarača barij titanita. U slučajevima kada je snaga ultrazvučnih vibracija od primarnog značaja, obično se koriste mehanički izvori ultrazvuka. U početku su svi ultrazvučni talasi primani mehanički (kamponi, zviždaljke, sirene).

U prirodi se US nalazi i kao sastavni dio mnogih prirodnih zvukova (u buci vjetra, vodopada, kiše, u šumu kamenčića koje valja morska daska, u zvukovima koji prate pražnjenje groma, itd.), i među zvukovima životinjskog svijeta. Neke životinje koriste ultrazvučne valove za otkrivanje prepreka, orijentacije u prostoru.

Ultrazvučni emiteri se mogu podijeliti u dvije velike grupe. Prvi uključuje emitere-generatore; oscilacije u njima se pobuđuju zbog prisustva prepreka na putu stalnog toka - mlaza plina ili tekućine. Druga grupa emitera - elektroakustični pretvarači; već date fluktuacije električnog napona ili struje pretvaraju u mehaničku vibraciju čvrstog tijela, koje zrači akustične valove u okolinu.

Whistle Galton

Prvu ultrazvučnu zviždaljku napravio je 1883. Englez Galton. Ultrazvuk se ovdje stvara poput visokog zvuka na ivici noža kada na njega udari mlaz zraka. Ulogu takvog vrha u Galtonovom zviždaljku igra "usna" u maloj cilindričnoj rezonantnoj šupljini. Gas pod visokim pritiskom koji prolazi kroz šuplji cilindar pogađa ovu "usnu"; javljaju se oscilacije čija je frekvencija (oko 170 kHz) određena veličinom mlaznice i usana. Snaga Galtonovog zvižduka je mala. Uglavnom se koristi za davanje komandi prilikom treninga pasa i mačaka.

Tečna ultrazvučna zviždaljka

Većina ultrazvučnih zviždaljki može se prilagoditi za rad u tečnom mediju. U poređenju sa električnim izvorima ultrazvuka, tečne ultrazvučne zviždaljke su male snage, ali ponekad, na primer, za ultrazvučnu homogenizaciju, imaju značajnu prednost. Pošto ultrazvučni talasi nastaju direktno u tečnom mediju, nema gubitka energije ultrazvučnih talasa prilikom prelaska iz jednog medija u drugi. Možda najuspješniji je dizajn tečne ultrazvučne pištaljke, koju su početkom 1950-ih napravili engleski naučnici Kottel i Goodman. U njemu, struja tekućine pod visokim pritiskom izlazi iz eliptične mlaznice i usmjerava se na čeličnu ploču. Različite modifikacije ovog dizajna postale su prilično raširene kako bi se dobili homogeni mediji. Zbog jednostavnosti i stabilnosti njihovog dizajna (uništena je samo oscilirajuća ploča), takvi sistemi su izdržljivi i jeftini.

Sirena

Druga vrsta mehaničkog izvora ultrazvuka je sirena. Ima relativno veliku snagu i koristi se u policijskim i vatrogasnim vozilima. Sve rotacijske sirene sastoje se od komore zatvorene odozgo diskom (statorom) u kojoj je napravljen veliki broj rupa. Na disku koji rotira unutar komore - rotora, postoji isti broj rupa. Kada se rotor rotira, položaj rupa u njemu povremeno se poklapa s položajem rupa na statoru. Komprimirani zrak se kontinuirano dovodi u komoru, koji izlazi iz nje u onim kratkim trenucima kada se rupe na rotoru i statoru poklapaju.

Glavni zadatak u proizvodnji sirena je, prvo, napraviti što više rupa u rotoru, a drugo, postići veliku brzinu rotacije. Međutim, vrlo je teško ispuniti oba ova zahtjeva u praksi.

Ultrazvuk u prirodi

Primjena ultrazvuka

Dijagnostička upotreba ultrazvuka u medicini (ultrazvuk)

Zbog dobrog širenja ultrazvuka u mekim tkivima čovjeka, njegove relativne bezopasnosti u odnosu na rendgenske zrake i lakoće upotrebe u odnosu na magnetnu rezonancu, ultrazvuk se široko koristi za vizualizaciju stanja ljudskih unutrašnjih organa, posebno u trbušnoj šupljini i karličnu šupljinu.

Terapeutske primjene ultrazvuka u medicini

Osim što se široko koristi u dijagnostičke svrhe (vidi Ultrazvuk), ultrazvuk se u medicini koristi kao terapeutsko sredstvo.

Ultrazvuk ima efekat:

• protuupalno, upijajuće
• analgetik, antispazmodik
• kavitacija poboljšanje propusnosti kože

Fonoforeza je kombinovana metoda u kojoj se na tkiva utječe ultrazvuk i s njim unesene ljekovite tvari (lijekovi i prirodnog porijekla). Provođenje tvari pod djelovanjem ultrazvuka nastaje zbog povećanja propusnosti epiderme i kožnih žlijezda, staničnih membrana i zidova krvnih žila za tvari male molekularne težine, posebno mineralne jone bišofita. Pogodnost ultrafonoforeze lijekova i prirodnih supstanci:

• ljekovita supstanca se ne uništava ultrazvukom
• sinergizam djelovanja ultrazvuka i terapeutske supstance

Indikacije za ultrafonoforezu bišofita: osteoartritis, osteohondroza, artritis, burzitis, epikondilitis, petna trna, stanja nakon povreda mišićno-koštanog sistema; Neuritis, neuropatija, radikulitis, neuralgija, ozljeda živca.

Nanosi se bišofit-gel, a radna površina emitera se koristi za mikromasažu zahvaćenog područja. Tehnika je labilna, uobičajena za ultrafonoforezu (kod UVF zglobova, kičme, intenzitet u cervikalnoj regiji je 0,2-0,4 W/cm2, u torakalnom i lumbalnom dijelu - 0,4-0,6 W/cm2).

Rezanje metala ultrazvukom

Na konvencionalnim mašinama za rezanje metala nemoguće je izbušiti usku rupu složenog oblika u metalnom dijelu, na primjer, u obliku petokrake zvijezde. Uz pomoć ultrazvuka to je moguće, magnetostriktivni vibrator može izbušiti rupe bilo kojeg oblika. Ultrazvučno dlijeto u potpunosti zamjenjuje glodalicu. Istovremeno, takvo dlijeto je mnogo jednostavnije od glodalice i jeftinije je i brže obrađivati ​​metalne dijelove njime nego glodalicom.

Ultrazvuk može čak napraviti spiralno sečenje metalnih delova, stakla, rubina, dijamanta. Tipično, navoj se prvo izrađuje od mekog metala, a zatim se dio stvrdne. Na ultrazvučnoj mašini navoji se mogu napraviti u već očvrslom metalu iu najtvrđim legurama. Isto je i sa markama. Tipično, pečat se temperira nakon što je pažljivo završen. Na ultrazvučnoj mašini najsloženiju obradu izvodi abraziv (šmirgl, korundni prah) u polju ultrazvučnog talasa. Neprekidno oscilirajući u polju ultrazvuka, čvrste čestice praha seku se u leguru koja se obrađuje i izrezuje rupu istog oblika kao kod dlijeta.

Priprema smjese ultrazvukom

Ultrazvuk se široko koristi za pripremu homogenih smjesa (homogenizacija). Davne 1927. godine američki naučnici Limus i Wood otkrili su da ako se dvije tekućine koje se ne miješaju (na primjer, ulje i voda) sipaju u jednu čašu i podvrgnu ultrazvučnom zračenju, tada u čaši nastaje emulzija, odnosno fina suspenzija ulje u vodi. Takve emulzije igraju važnu ulogu u industriji: to su lakovi, boje, farmaceutski proizvodi i kozmetika.

Upotreba ultrazvuka u biologiji

Sposobnost ultrazvuka da razbije stanične membrane našla je primjenu u biološkim istraživanjima, na primjer, ako je potrebno, da se odvoji stanica od enzima. Ultrazvuk se također koristi za uništavanje intracelularnih struktura kao što su mitohondrije i hloroplasti kako bi se proučio odnos između njihove strukture i funkcije. Druga primjena ultrazvuka u biologiji povezana je s njegovom sposobnošću da izazove mutacije. Studije provedene na Oksfordu pokazale su da čak i ultrazvuk niskog intenziteta može oštetiti DNK molekul. Umjetno ciljano stvaranje mutacija igra važnu ulogu u oplemenjivanju biljaka. Glavna prednost ultrazvuka u odnosu na druge mutagene (rendgenske zrake, ultraljubičaste zrake) je što je s njim izuzetno lako raditi.

Upotreba ultrazvuka za čišćenje

Upotreba ultrazvuka za mehaničko čišćenje zasniva se na pojavi različitih nelinearnih efekata u tečnosti pod njegovim uticajem. To uključuje kavitaciju, akustične struje, zvučni pritisak. Glavnu ulogu igra kavitacija. Njegovi mehurići, koji nastaju i kolabiraju u blizini zagađenja, uništavaju ih. Ovaj efekat je poznat kao kavitaciona erozija. Ultrazvuk koji se koristi u ove svrhe ima niske frekvencije i povećanu snagu.

U laboratorijskim i proizvodnim uslovima ultrazvučne kupke punjene rastvaračem (voda, alkohol itd.) koriste se za pranje sitnih delova i posuđa. Ponekad se uz njihovu pomoć ispiru čak i korijenski usjevi (krompir, šargarepa, repa, itd.) Od čestica zemlje.

Primjena ultrazvuka u mjerenju protoka

Od 60-ih godina prošlog stoljeća ultrazvučni mjerači protoka se koriste u industriji za kontrolu protoka i obračun vode i rashladne tekućine.

Upotreba ultrazvuka u detekciji mana

Ultrazvuk se dobro širi u nekim materijalima, što ga omogućava da se koristi za ultrazvučnu detekciju grešaka na proizvodima napravljenim od ovih materijala. Nedavno je razvijen pravac ultrazvučne mikroskopije, koji omogućava proučavanje podzemnog sloja materijala sa dobrom rezolucijom.

ultrazvučno zavarivanje

Ultrazvučno zavarivanje - zavarivanje pod pritiskom, koje se izvodi pod uticajem ultrazvučnih vibracija. Ova vrsta zavarivanja koristi se za spajanje dijelova koji se teško zagrijavaju, ili kada se spajaju različiti metali ili metali sa jakim oksidnim filmovima (aluminij, nehrđajući čelici, permalloy magnetna jezgra itd.). Tako se ultrazvučno zavarivanje koristi u proizvodnji integrisanih kola.

Upotreba ultrazvuka u galvanizaciji

Ultrazvuk se koristi za intenziviranje galvanskih procesa i poboljšanje kvaliteta premaza proizvedenih elektrohemijskom metodom.

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA RJAZANSKE REGIJE

Regionalni državni budžet

Stručno obrazovna ustanova

"Rjazanski pedagoški fakultet"

INDIVIDUALNI OBRAZOVNI PROJEKAT

U disciplini "Fizika"

Tema: "Ultrazvuk i infrazvuk u ljudskom životu"

Završila: Vasiljeva

Alena Nikolaevna

Specijalnost: 44.02.02 Nastava

U osnovnim razredima

Grupa: 11š

Voditelj: Galkina

Natalya Evgenievna

Uvod.

Odabrao sam temu "Ultrazvuk i infrazvuk u ljudskom životu" jer mi je veoma zanimljiva i korisna.

Infrazvuk i ultrazvuk su izvan opsega frekvencija koje izazivaju zvučne senzacije.

Infrazvuci, odnosno elastični talasi sa frekvencijama od 16 Hz i niže, nastaju u različitim uslovima - kada razne predmete raznosi vetar, mašine alatke vibriraju dovoljnom amplitudom, telo automobila u pokretu, motor aviona koji radi itd. . Infrazvuk ne percipira ljudski slušni organi, ali tijelo u cjelini reagira na njih, pa je potreba za detaljnim proučavanjem takvih vibracija razumljiva. Infrazvučna istraživanja su počela relativno nedavno, a trenutno ne postoji koherentna teorija za naznačeni raspon elastičnih valova. Zadatak proučavanja infrazvuka je kompliciran posebnostima njihovog utjecaja na instrumente i žive organizme. Dakle, unutrašnji organi osobe imaju svoje frekvencije oscilovanja (rezonantne frekvencije) u rasponu od 6 do 8 Hz, tako da utjecaj infrazvučnih oscilacija dovoljne amplitude može uzrokovati neugodne, pa čak i bolne senzacije. Stoga je jedan od ciljeva proučavanja infrazvuka utvrđivanje stepena uticaja niskofrekventnih oscilacija na nervni, kardiovaskularni sistem osobe, na njegove performanse.

Uz pomoć ultrazvuka, površine, dijelovi, sklopovi mehanizama efikasno se čiste od raznih zagađivača, tragova korozije itd. Dakle, uz pomoć ultrazvučnih instalacija, dijelovi se čiste od ulja, tragova kamenca, čisti se dno broda, štoviše, zaštitna ultrazvučna instalacija sprječava zagađivanje dna morskog plovila raznim morskim živim i biljnim organizmima , čime se održavaju operativni kvaliteti broda. Uz pomoć ultrazvuka zrak se pročišćava od zagađenja taloženjem čestica nečistoća, ultrazvuk se koristi za suzbijanje magle itd.

Ultrazvuk se također široko koristi u ubrzavanju brojnih tehnoloških procesa, gdje je primjena drugih metoda otežana. Na primjer, prilikom zavarivanja ili lemljenja tankih folija ili žica, ultrazvuk omogućava dobivanje visokokvalitetnih spojeva. Više o svemu ovome ću vam reći u glavnom dijelu projekta.

Cilj projekta:

Upoznajte se sa pojmovima ultrazvuka i infrazvuka. Zapamtite gdje se koriste. Naučite učinak ultra i infra zvuka na ljudsko tijelo.

Ciljevi projekta:

1. Proučite materijal na temu "Utjecaj ultrazvuka i infrazvuka na ljudski organizam"

2. Biti u stanju primijeniti proučeno gradivo u životu.

Ultrazvuk i infrazvuk u ljudskom životu.

Utjecaj ultrazvuka.

Ultrazvuk - zvučni valovi koji imaju frekvenciju veću od onih koje percipira ljudsko uho, obično ultrazvuk označava frekvencije iznad 20.000 Herca.

Specifičan osjećaj koji doživljavamo kao zvuk rezultat je utjecaja na ljudski slušni aparat oscilatornog kretanja elastične sredine – najčešće zraka. Međutim, ne izazivaju sve vibracije okoline koje dopiru do uha. Donja granica čujnog zvuka su oscilacije sa frekvencijom od 20 oscilacija u sekundi (20 Hz), gornja granica je između 16.000 i 20.000 Hz. Položaj ovih granica podložan je pojedinačnim promjenama.

Opseg ultrazvuka

Izvan navedenog frekvencijskog opsega postoje i oscilatorni procesi koji se fizički ne razlikuju od zvučnih vibracija i valova, ali ih uho ne percipira kao zvukove. Fluktuacije medija sa frekvencijama iznad gornje granice sluha, reda desetina i stotina hiljada herca, obično se nazivaju ultrazvukom.

Poslednjih godina ultrazvuk je našao široku primenu u nacionalnoj ekonomiji, biologiji i medicini. U SAD-u, na primjer, sada postoje milioni ultrazvučnih jedinica.

Ultrazvuk se koristi u industriji, čija je frekvencija milijarde puta veća od intenziteta čujnih zvukova oko nas. Ultrazvuk može biti fokusiran i stvoriti vrlo visok lokalni pritisak. Ultrazvuk može razbiti materiju i ubrzati hemijske reakcije. Ultrazvuk može uvesti vodu u koloide. Uz pomoć ultrazvuka značajno se ubrzavaju procesi štavljenja kože, bojenja, izbjeljivanja i pranja tkanina, dobivanja sintetičkih vlakana, kožnih nadomjestaka i plastike. Ultrazvuk se koristi za detekciju grešaka, što omogućava utvrđivanje unutrašnjih nedostataka na delovima, za čišćenje kotlova od kamenca, podvodnih površina brodova, za kalajisanje aluminijuma, srebrenje itd. Ultrazvuk je našao primenu u visokopeći, u vodnom transportu , u ribarstvu i geologiji.

Ultrazvuk se koristi u medicini u dijagnostičke svrhe (detekcija stranih tijela), u stomatologiji (bušilice), za proizvodnju emulzija ljekovitih tvari itd.

Trenutno se ultrazvuk niskog intenziteta široko koristi u terapeutske svrhe.

Ultrazvuk ima složen i izražen biološki efekat čija suština još nije dovoljno razjašnjena. Ova akcija, očigledno, uglavnom zavisi od ogromnih lokalnih pritisaka koji se stvaraju u tkivima i od lokalnog toplotnog efekta povezanog sa apsorpcijom energije tokom prigušenja vibracija. Tečni mediji i gasovi apsorbuju ultrazvuk, dok čvrste materije dobro provode ultrazvuk. Kosti su takođe dobri provodnici ultrazvuka.

Ako tijelo oscilira u elastičnom mediju brže nego što medij ima vremena da teče oko njega, ono svojim kretanjem ili sabija ili razrjeđuje medij. Slojevi visokog i niskog pritiska rasipaju se od oscilirajućeg tijela u svim smjerovima i formiraju zvučne valove. Ako vibracije tijela koje stvara talas prate jedna drugu ne manje od 16 puta u sekundi, ne više od 18 hiljada puta u sekundi, onda ih ljudsko uho čuje.

Frekvencije 16 - 18000 Hz, koje je ljudski slušni aparat sposoban da percipira, obično se nazivaju zvukom, na primjer, škripa komarca "10 kHz. Ali vazduh, dubine mora i utrobe zemlje ispunjeni su zvucima koji leže ispod i iznad ovog opsega - infra i ultrazvuk. U prirodi se ultrazvuk nalazi kao sastavni dio mnogih prirodnih zvukova: u šumu vjetra, vodopada, kiše, morskih oblutaka koje je valova valjala, u pražnjenjima groma. Mnogi sisari, poput mačaka i pasa, imaju sposobnost percepcije ultrazvuka frekvencije do 100 kHz, a lokacijske sposobnosti slepih miševa, noćnih insekata i morskih životinja su svima dobro poznate. Postojanje nečujnih zvukova otkriveno je razvojem akustike krajem 19. stoljeća. Istovremeno su počela i prva istraživanja ultrazvuka, ali su temelji za njegovu primjenu postavljeni tek u prvoj trećini 20. stoljeća.

Donja granica ultrazvučnog opsega naziva se elastične vibracije sa frekvencijom od 18 kHz. Gornja granica ultrazvuka određena je prirodom elastičnih valova, koji se mogu širiti samo pod uvjetom da je valna dužina mnogo veća od srednjeg slobodnog puta molekula (u plinovima) ili međuatomskih udaljenosti (u tekućinama i plinovima). U gasovima gornja granica je »106 kHz, u tečnostima i čvrstim materijama »1010 kHz. U pravilu se frekvencije do 106 kHz nazivaju ultrazvukom. Više frekvencije se nazivaju hiperzvukom.

Ultrazvučni talasi se po svojoj prirodi ne razlikuju od talasa čujnog opsega i poštuju iste fizičke zakone. Ali, ultrazvuk ima specifične karakteristike koje su odredile njegovu široku upotrebu u nauci i tehnologiji. Evo glavnih:

• Mala talasna dužina. Za najniži ultrazvučni opseg, talasna dužina ne prelazi nekoliko centimetara u većini medija. Kratka talasna dužina određuje prirodu zraka širenja ultrazvučnih talasa. U blizini emitera, ultrazvuk se širi u obliku snopova koji su po veličini bliski veličini emitera. Udarajući u nehomogenosti u mediju, ultrazvučni snop se ponaša kao svjetlosni snop, doživljava refleksiju, prelamanje, rasipanje, što omogućava formiranje zvučnih slika u optički neprozirnim medijima koristeći čisto optičke efekte (fokusiranje, difrakcija, itd.)
• Mali period oscilacija, koji omogućava emitovanje ultrazvuka u obliku impulsa i vršenje precizne vremenske selekcije propagirajućih signala u mediju.
• Mogućnost dobijanja visokih vrednosti energije vibracija pri maloj amplitudi, jer energija oscilacija je proporcionalna kvadratu frekvencije. Ovo omogućava stvaranje ultrazvučnih zraka i polja sa visokim nivoom energije bez potrebe za velikom opremom.
• U ultrazvučnom polju se razvijaju značajne akustične struje. Dakle, uticaj ultrazvuka na okolinu stvara specifične efekte: fizičke, hemijske, biološke i medicinske. Kao što su kavitacija, zvučno-kapilarni efekat, disperzija, emulzifikacija, otplinjavanje, dezinfekcija, lokalno grijanje i mnogi drugi.
• Ultrazvuk je nečujan i ne stvara nelagodu za operativno osoblje.

Istorija ultrazvuka. Ko je otkrio ultrazvuk.

Pažnju na akustiku izazvale su potrebe mornarica vodećih sila - Engleske i Francuske, jer. akustični - jedina vrsta signala koja može daleko putovati u vodi. Godine 1826 Francuski naučnik Colladon odredio brzinu zvuka u vodi. Colladonov eksperiment se smatra rođenjem moderne hidroakustike. Udar u podvodno zvono u Ženevskom jezeru dogodio se uz istovremeno paljenje baruta. Colladon je uočio bljesak baruta na udaljenosti od 10 milja. Čuo je i zvuk zvona kroz podvodnu slušnu cijev. Mjereći vremenski interval između ova dva događaja, Colladon je izračunao brzinu zvuka - 1435 m/s. Razlika sa savremenim proračunima je samo 3 m/s.

Godine 1838. u Sjedinjenim Državama zvuk je prvi put korišten za određivanje profila morskog dna kako bi se položio telegrafski kabel. Izvor zvuka, kao iu Colladonovom eksperimentu, bilo je zvono koje je zvučalo pod vodom, a prijemnik su bile velike slušne cijevi koje su se spuštale preko broda. Rezultati eksperimenta bili su razočaravajući. Zvuk zvona (kao, uostalom, i eksplozija barutnih patrona u vodi) davao je vrlo slab odjek, gotovo nečujan među ostalim zvukovima mora. Bilo je potrebno ići u područje viših frekvencija, što bi omogućilo stvaranje usmjerenih zvučnih snopova.

Prvi ultrazvučni generator napravljen 1883. godine od strane jednog Engleza Francis Galton. Ultrazvuk je nastao kao zviždaljka na ivici noža ako dunete na njega. Ulogu takve tačke u Galtonovom zvižduku igrao je cilindar oštrih ivica. Vazduh ili drugi gas koji je izlazio pod pritiskom kroz prstenastu mlaznicu prečnika istog kao ivica cilindra naleteo je na ivicu i dolazi do visokofrekventnih oscilacija. Duvanjem vodonika u pištaljku bilo je moguće dobiti oscilacije do 170 kHz.

Godine 1880 Pierre i Jacques Curie napravio odlučujuće otkriće za ultrazvučnu tehnologiju. Braća Curie primijetili su da kada se pritisak primjenjuje na kristale kvarca, stvara se električni naboj koji je direktno proporcionalan sili primijenjenoj na kristal. Ovaj fenomen je nazvan "piezoelektricitet" od grčke riječi koja znači "pritisnuti". Osim toga, pokazali su inverzni piezoelektrični efekat, koji se javlja kada se električni potencijal koji se brzo mijenja na kristal, uzrokuje da vibrira. Od sada je postala tehnički moguća proizvodnja malih emitera i prijemnika ultrazvuka.

Smrt Titanica od sudara sa santom leda, potreba za borbom protiv novog oružja - podmornice zahtijevale su brz razvoj ultrazvučne hidroakustike. Francuski fizičar 1914 Paul Langevin Zajedno sa talentovanim ruskim emigrantskim naučnikom, Konstantinom Vasiljevičem Šilovskim, prvi su razvili sonar koji se sastojao od ultrazvučnog emitera i hidrofona - prijemnika ultrazvučnih vibracija, zasnovanog na piezoelektričnom efektu. Sonar Langevin - Shilovsky, bio je prvi ultrazvučni uređaj primenjeno u praksi. Istovremeno, ruski naučnik S.Ya.Sokolov razvio je osnove ultrazvučne detekcije grešaka u industriji. Godine 1937. njemački psihijatar Karl Dussik, zajedno sa svojim bratom Friedrichom, fizičarem, prvi je koristio ultrazvuk za otkrivanje tumora na mozgu, ali rezultati koje su dobili bili su nepouzdani. U medicinskoj praksi ultrazvuk je prvi put korišten tek 50-ih godina 20. stoljeća u Sjedinjenim Državama.

Prijem ultrazvuka.

Ultrazvučni emiteri se mogu podijeliti u dvije velike grupe:

1) Oscilacije se pobuđuju preprekama na putu mlaza gasa ili tečnosti, ili prekidom mlaza gasa ili tečnosti. Koriste se u ograničenoj mjeri, uglavnom za dobivanje snažnog ultrazvuka u plinovitom mediju.

2) Oscilacije se pobuđuju transformacijom u mehaničku struju ili oscilacije napona. Većina ultrazvučnih uređaja koristi emitere ove grupe: piezoelektrične i magnetostriktivne pretvarače.

Pored pretvarača baziranih na piezoelektričnom efektu, za dobijanje snažnog ultrazvučnog snopa koriste se i magnetostriktivni pretvarači. Magnetostrikcija je promjena veličine tijela kada se promijeni njihovo magnetsko stanje. Jezgro napravljeno od magnetostriktivnog materijala smješteno u provodljivi namotaj mijenja svoju dužinu u skladu s oblikom strujnog signala koji prolazi kroz namotaj. Ovaj fenomen, koji je 1842. otkrio James Joule, karakterističan je za feromagnete i ferite. Najčešće korišteni magnetostriktivni materijali su legure na bazi nikla, kobalta, željeza i aluminija. Najveći intenzitet ultrazvučnog zračenja može postići legura permendura (49% Co, 2% V, ostalo Fe), koja se koristi u snažnim ultrazvučnim emiterima. Konkretno, u proizvodnji našeg poduzeća.

Upotreba ultrazvuka.

Različite primjene ultrazvuka mogu se podijeliti u tri područja:

• dobijanje informacija o supstanci
• uticaj na materiju
• obrada i prijenos signala

Ovisnost brzine širenja i slabljenja akustičnih valova o svojstvima tvari i procesa koji se u njima odvijaju koristi se u takvim studijama:

• proučavanje molekularnih procesa u plinovima, tekućinama i polimerima
• proučavanje strukture kristala i drugih čvrstih materija
• kontrola toka hemijskih reakcija, faznih prelaza, polimerizacije itd.
• određivanje koncentracije rastvora
• određivanje karakteristika čvrstoće i sastava materijala
• određivanje prisustva nečistoća
• određivanje brzine strujanja tečnosti i gasa

Informacije o molekularnoj strukturi supstance se dobijaju merenjem brzine i koeficijenta apsorpcije zvuka u njoj. To omogućava mjerenje koncentracije rastvora i suspenzija u pulpama i tečnostima, kontrolu toka ekstrakcije, polimerizacije, starenja i kinetike hemijskih reakcija. Preciznost određivanja sastava supstanci i prisutnosti nečistoća ultrazvukom je vrlo visoka i iznosi djeliće procenta.

Mjerenje brzine zvuka u čvrstim tijelima omogućava određivanje karakteristika elastičnosti i čvrstoće konstrukcijskih materijala. Ovakva indirektna metoda za određivanje snage pogodna je zbog svoje jednostavnosti i mogućnosti korištenja u stvarnim uvjetima.

Ultrazvučni gasni analizatori prate nakupljanje opasnih nečistoća. Ovisnost ultrazvučne brzine o temperaturi koristi se za beskontaktnu termometriju plinova i tekućina.

Ultrazvučni mjerači protoka koji rade na Doplerovom efektu zasnivaju se na mjerenju brzine zvuka u tekućinama i plinovima koji se kreću, uključujući i nehomogene (emulzije, suspenzije, pulpe). Sličan aparat se koristi za određivanje brzine i protoka krvi u kliničkim studijama.

Velika grupa mjernih metoda zasniva se na refleksiji i raspršivanju ultrazvučnih valova na granicama između medija. Ove metode vam omogućavaju da precizno locirate strana tijela u okolini i koriste se u područjima kao što su:

• sonar
• ispitivanje bez razaranja i detekcija grešaka
• medicinska dijagnostika
• određivanje nivoa tečnosti i rasutih materija u zatvorenim posudama
• dimenzionisanje proizvoda
• vizualizacija zvučnih polja - zvučni vid i akustična holografija

Refleksija, refrakcija i mogućnost fokusiranja ultrazvuka koriste se u ultrazvučnoj detekciji mana, u ultrazvučnim akustičnim mikroskopima, u medicinskoj dijagnostici, za proučavanje makronehomogenosti tvari. Prisustvo nehomogenosti i njihove koordinate određuju se reflektiranim signalima ili strukturom sjene.

Metode merenja zasnovane na zavisnosti parametara rezonantnog oscilatornog sistema o svojstvima sredine koja ga opterećuje (impedansa) koriste se za kontinuirano merenje viskoziteta i gustine tečnosti, za merenje debljine delova kojima se može pristupiti samo sa jedne strana. Isti princip je u osnovi ultrazvučnih testera tvrdoće, mjerača nivoa, indikatora nivoa. Prednosti ultrazvučnih metoda ispitivanja: kratko vreme merenja, sposobnost kontrole eksplozivnih, agresivnih i toksičnih medija, bez uticaja alata na kontrolisano okruženje i procese.

Utjecaj ultrazvuka na materiju.

Utjecaj ultrazvuka na supstancu, što dovodi do nepovratnih promjena u njoj, ima široku primjenu u industriji. Istovremeno, mehanizmi djelovanja ultrazvuka su različiti za različite medije. U plinovima, glavni faktor djelovanja su akustične struje, koje ubrzavaju procese prijenosa topline i mase. Štaviše, efikasnost ultrazvučnog mešanja je mnogo veća od konvencionalnog hidrodinamičkog mešanja, jer granični sloj ima manju debljinu i, kao rezultat, veći gradijent temperature ili koncentracije. Ovaj efekat se koristi u procesima kao što su:

• ultrazvučno sušenje
• sagorevanje u ultrazvučnom polju
• aerosolna koagulacija

U ultrazvučnoj obradi tečnosti, glavni operativni faktor je kavitacija . Na efektu kavitacije zasnivaju se sljedeći tehnološki procesi:

• ultrazvučno čišćenje
• oblaganje i lemljenje
• zvučno-kapilarni efekat - prodiranje tečnosti u najmanje pore i pukotine. Koristi se za impregnaciju poroznih materijala i odvija se u bilo kojoj ultrazvučnoj obradi čvrstih materija u tečnostima.
• kristalizacija
• intenziviranje elektrohemijskih procesa
• proizvodnja aerosola
• uništavanje mikroorganizama i ultrazvučna sterilizacija instrumenata

Akustične struje- jedan od glavnih mehanizama djelovanja ultrazvuka na supstancu. To je zbog apsorpcije ultrazvučne energije u tvari iu graničnom sloju. Akustički tokovi se razlikuju od hidrodinamičkih po maloj debljini graničnog sloja i mogućnosti njegovog stanjivanja sa povećanjem frekvencije oscilovanja. To dovodi do smanjenja debljine graničnog sloja temperature ili koncentracije i povećanja gradijenata temperature ili koncentracije, koji određuju brzinu prijenosa topline ili mase. To doprinosi ubrzanju sagorijevanja, sušenja, miješanja, destilacije, difuzije, ekstrakcije, impregnacije, sorpcije, kristalizacije, rastvaranja, otplinjavanja tekućina i talina. U visokoenergetskom strujanju, utjecaj akustičnog vala se vrši zbog energije samog toka, promjenom njegove turbulencije. U ovom slučaju, akustična energija može biti samo djelić procenta energije protoka.

Kada zvučni talas visokog intenziteta prođe kroz tečnost, nastaje tzv akustična kavitacija . U intenzivnom zvučnom valu, tokom poluperioda razrjeđivanja, nastaju kavitacijski mjehurići koji se naglo kolabiraju pri prelasku u područje povećanog pritiska. Snažne hidrodinamičke perturbacije nastaju u području kavitacije u obliku mikrošokovnih talasa i mikroprotoka. Osim toga, kolaps mjehurića prati snažno lokalno zagrijavanje tvari i oslobađanje plina. Takav utjecaj dovodi do uništenja čak i takvih trajnih tvari kao što su čelik i kvarc. Ovaj efekat se koristi za dispergovanje čvrstih materija, dobijanje fino dispergovanih emulzija tečnosti koje se ne mešaju, pobuđivanje i ubrzavanje hemijskih reakcija, uništavanje mikroorganizama i ekstrakciju enzima iz životinjskih i biljnih ćelija. Kavitacija takođe određuje efekte kao što je slab sjaj tečnosti pod dejstvom ultrazvuka - zvučna luminiscencija i nenormalno duboko prodiranje tečnosti u kapilare - zvučni kapilarni efekat .

Kavitacijska disperzija kristala kalcijum karbonata (skala) je osnova akustičnih uređaja protiv kamenca. Pod utjecajem ultrazvuka, čestice u vodi se cijepaju, njihove prosječne veličine se smanjuju sa 10 na 1 mikron, povećava se njihov broj i ukupna površina čestica. To dovodi do prijenosa procesa stvaranja kamenca sa površine za izmjenu topline direktno u tekućinu. Ultrazvuk također utiče na formirani sloj kamenca, formirajući u njemu mikropukotine koje doprinose odlamanju komada kamenca sa površine za izmjenu topline.

U postrojenjima za ultrazvučno čišćenje, kavitacija i mikroprotoci koji se njome stvaraju uklanjaju oba onečišćenja koja su čvrsto vezana za površinu, kao što su kamenac, kamenac, neravnine i meke zagađivače, poput masnih filmova, prljavštine itd. Isti efekat se koristi za intenziviranje elektrolitičkih procesa.

Pod dejstvom ultrazvuka nastaje tako neobičan efekat kao što je akustična koagulacija, tj. konvergencija i povećanje suspendovanih čestica u tečnosti i gasu. Fizički mehanizam ovog fenomena još nije potpuno jasan. Akustična koagulacija se koristi za taloženje industrijske prašine, dima i magle na niskim frekvencijama za ultrazvuk do 20 kHz. Moguće je da se na ovom dejstvu zasniva blagotvorno dejstvo zvonjave crkvenih zvona.

Obrada čvrstih materijala ultrazvukom zasniva se na sljedećim efektima:

• smanjenje trenja između površina tokom ultrazvučnih vibracija jedne od njih
• smanjenje granice popuštanja ili plastične deformacije pod djelovanjem ultrazvuka
• otvrdnjavanje i smanjenje zaostalih napona u metalima pod udarom alata ultrazvučne frekvencije
• Kombinirani učinak statičke kompresije i ultrazvučnih vibracija koristi se u ultrazvučnom zavarivanju

Postoje četiri vrste obrade ultrazvukom:

• dimenzionalna obrada delova od tvrdih i krhkih materijala
• sečenje teško rezanih materijala sa nametanjem ultrazvuka na rezni alat
• uklanjanje ivica u ultrazvučnoj kupki
• brušenje viskoznih materijala ultrazvučnim čišćenjem brusne ploče

Efekti ultrazvuka na biološke objekte izaziva različite efekte i reakcije u tjelesnim tkivima, što se široko koristi u ultrazvučnoj terapiji i hirurgiji. Ultrazvuk je katalizator koji ubrzava uspostavljanje ravnoteže, sa stanovišta fiziologije, stanja organizma, tj. zdravo stanje. Ultrazvuk ima mnogo veći efekat na bolesna tkiva nego na zdrava. Koristi se i ultrazvučna atomizacija lijekova tokom inhalacije. Ultrazvučna hirurgija se zasniva na sledećim efektima: uništavanje tkiva samim fokusiranim ultrazvukom i nametanje ultrazvučnih vibracija na rezni hirurški instrument.

Ultrazvučni uređaji se koriste za pretvaranje i analogizaciju elektronskih signala i za kontrolu svjetlosnih signala u optici i optoelektronici. Ultrazvuk male brzine se koristi u linijama kašnjenja. Kontrola optičkih signala zasniva se na difrakciji svjetlosti ultrazvukom. Jedna od vrsta takve difrakcije, takozvana Braggova difrakcija, zavisi od talasne dužine ultrazvuka, što omogućava izolovanje uskog frekvencijskog intervala od širokog spektra svetlosnog zračenja, tj. filter svjetlo.

Ultrazvuk je izuzetno zanimljiva stvar i može se pretpostaviti da čovječanstvu još uvijek nisu poznate mnoge mogućnosti njegove praktične primjene. Volimo i poznajemo ultrazvuk i rado ćemo razgovarati o svim idejama vezanim za njegovu primjenu.

Gdje se koristi ultrazvuk - sažeta tabela

Naše preduzeće, Koltso-Energo doo, bavi se proizvodnjom i ugradnjom Acoustic-T akustičnih uređaja protiv kamenca. Uređaje koje proizvodi naša kompanija odlikuje izuzetno visok nivo ultrazvučnog signala koji im omogućava rad na kotlovima bez tretmana vode i parovodnim kotlovima sa arteškom vodom. Ali prevencija kamenca je samo mali dio onoga što ultrazvuk može učiniti. Ovaj nevjerovatan prirodni alat ima ogromne mogućnosti i želimo vam reći o njima. Zaposleni u našoj kompaniji dugi niz godina rade u vodećim ruskim preduzećima koja se bave akustikom. Znamo mnogo o ultrazvuku. A ako se odjednom pojavi potreba za primjenom ultrazvuka u vašoj tehnologiji,

Medicinska fizika Podkolzina Vera Aleksandrovna

18. Ultrazvuk i njegova primjena u medicini

Ultrazvuk je visokofrekventna mehanička vibracija čestica čvrstog, tečnog ili gasovitog medija, nečujna za ljudsko uho. Frekvencija ultrazvučnih oscilacija je iznad 20.000 u sekundi, odnosno iznad praga čujnosti.

U terapijske svrhe koristi se ultrazvuk sa frekvencijom od 800.000 do 3.000.000 vibracija u sekundi. Za generiranje ultrazvuka koriste se uređaji koji se nazivaju ultrazvučni pretvarači.

Najrasprostranjeniji elektromehanički emiteri. Upotreba ultrazvuka u medicini povezana je s posebnostima njegove distribucije i karakterističnim svojstvima. Po fizičkoj prirodi, ultrazvuk je, kao i zvuk, mehanički (elastični) val. Međutim, talasna dužina ultrazvuka je mnogo manja od talasne dužine zvučnog talasa. Što su različite akustične impedanse veće, to je jača refleksija i lom ultrazvuka na granici različitih medija. Refleksija ultrazvučnih talasa zavisi od upadnog ugla na zahvaćeno područje – što je veći upadni ugao, veći je koeficijent refleksije.

U tijelu se ultrazvuk sa frekvencijom od 800-1000 kHz širi do dubine od 8-10 cm, a na frekvenciji od 2500-3000 Hz - za 1,0-3,0 cm. Ultrazvuk se apsorbira u tkivima neravnomjerno: što je veća akustična gustine, to je niža apsorpcija.

Na ljudski organizam tokom ultrazvučne terapije djeluju tri faktora:

1) mehanička - vibraciona mikromasaža ćelija i tkiva;

2) termički - povećanje temperature tkiva i propusnosti ćelijskih membrana;

3) fizičko-hemijski - stimulacija metabolizma tkiva i procesa regeneracije.

Biološki učinak ultrazvuka ovisi o njegovoj dozi, koja može biti stimulativna, depresivna ili čak destruktivna za tkiva. Najadekvatnije za terapijsko i profilaktičko djelovanje su male doze ultrazvuka (do 1,2 W/cm 2 ), posebno u pulsnom režimu. Oni su u stanju da pruže analgetičko, antiseptičko (antimikrobno), vazodilatatorno, razrjeđujuće, protuupalno, desenzibilizirajuće (antialergijsko) djelovanje.

U fizioterapijskoj praksi koriste se uglavnom domaći uređaji tri serije: UZT-1, UZT-2, UZT-3.

Ultrazvuk se ne primjenjuje na područje mozga, vratne pršljenove, koštane prominencije, područja rastućih kostiju, tkiva sa teškim poremećajima cirkulacije, abdomen u trudnoći, skrotum. Uz oprez, ultrazvuk se koristi na području srca, endokrinih organa.

Razlikovati kontinuirani i pulsni ultrazvuk. Kontinuirani ultrazvuk naziva se kontinuirani tok ultrazvučnih talasa. Ova vrsta zračenja se uglavnom koristi za djelovanje na meka tkiva i zglobove. Impulsni ultrazvuk je diskontinuirano zračenje, tj. ultrazvuk se šalje u odvojenim impulsima u pravilnim intervalima.

Iz knjige Fizičari se i dalje šale autor Konobeev Yuri

P.A.U.L.I. i njegova prijava W. Weisskopf Primljeno u julu 1932., djelimično deklasifikovano u julu 1951. Ovaj rad je klasificirala Švicarska komisija za atomsku energiju 25 godina. Nedavno je primljena poruka da je ista mašina stvorena u SSSR-u, ali u radijusu od

Iz knjige Fizika se šali autor Konobeev Yuri

P.A.U.L.I. i njegove primjene W. Weiskopf (Primljeno u julu 1932., djelomično deklasifikovano u julu 1951.) Ovo djelo je 25 godina klasificirala Švicarska komisija za atomsku energiju. Nedavno je primljena poruka da je isti [mašina, ali sa radijusom od

Iz knjige Medicinska fizika autor Podkolzina Vera Aleksandrovna

43. Klasifikacija frekvencijskih intervala usvojena u medicini Iz Maxwellove teorije slijedi da različiti elektromagnetski valovi, uključujući svjetlosne, imaju zajedničku prirodu. U tom smislu, preporučljivo je predstaviti sve vrste elektromagnetnih valova u obliku jednog

Iz knjige Fizička hemija: Bilješke s predavanja autor Berezovchuk A V

PREDAVANJE br. 14. Primena teorijske i primenjene elektrohemije 1. Primenjena elektrohemija Primenjena elektrohemija je deo elektrohemije koji razmatra elektrohemijske reakcije u smislu njihove primene u praktične svrhe - dobijanje električnih

Iz knjige Najnovija knjiga činjenica. Tom 3 [Fizika, hemija i tehnologija. Istorija i arheologija. razno] autor Kondrašov Anatolij Pavlovič

Iz knjige Atomska energija u vojne svrhe autor Smith Henry Dewolf

UPOTREBA TORIJA, PROTAKTINIJUMA ILI DRUGIH MATERIJALA 2.21. Sve prethodne rasprave bile su usredsređene na ovu ili onu upotrebu uranijuma; međutim, poznato je da i torijum i protaktinijum prolaze kroz fisiju kada su bombardovani brzim neutronima. veliki

Iz knjige Nikole Tesle. PREDAVANJA. ČLANCI. od Tesla Nikole

VOJNA UPOTREBA 2.35. Ako se svi atomi kilograma U-235 podvrgnu fisiji, tada će energija oslobođena u ovom slučaju biti ekvivalentna energiji dobivenoj eksplozijom 20.000 tona TNT-a. Ako se pokaže da su kritične dimenzije bombe izvodljive - unutar,

Iz autorove knjige

EKSPERIMENTI SA IZMJENIČNIM STRUJIMA VRLO VISOKIH FREKVENCIJA I NJIHOVA PRIMJENA NA METODE VEŠTAČKE RASVJETE* Nema fascinantnijeg, vrednijeg proučavanja predmeta od prirode. Shvatite ovaj veliki mehanizam, otkrijte radne snage i zakone koji njime upravljaju