Zvuk je fizički proces širenja elastičnih valova u mediju, s jedne strane, as druge strane, to je psihofiziološki proces povezan s prvim procesom.
U fizici, zvuk se odnosi na bilo koji elastični talas, dok se talasi čija je frekvencija manja od 16 Hz nazivaju infrazvučnim, a talasi sa frekvencijama većim od 20 kHz nazivaju se ultrazvučnim. Ultrazvučni talasi sa frekvencijama iznad $(10)^9Hz$ nazivaju se hipersonični.
Ultrazvuk
Ultrazvučni talas se sastoji od naizmjeničnih ugrušaka i područja razrjeđivanja srednjih čestica. Ultrazvučni talas se širi brzinom koja zavisi od svojstava supstance i njene temperature. Brzina zvučnog talasa u vazduhu na temperaturi od 200 C je približno 343,1 $\frac(m)(s)$.
Budući da valna dužina ($\lambda$) ovisi o frekvenciji, kako se frekvencija povećava, valna duljina se smanjuje, pa je ultrazvučna valna dužina mnogo manja od valne dužine zvuka koji osoba čuje.
Ultrazvučni emiteri i prijemnici
Ultrazvuk se odnosi na mehaničke talase čija je frekvencija veća od 2$\cdot (10)^4$Hz. Gornja granica frekvencije ultrazvuka određena je udaljenostima između molekula, te stoga ovisi o stanju agregacije medija u kojem se širi. Ultrazvuk može nastati ili kao rezultat prirodnih procesa ili biti generiran umjetno.
Prirodni izvori ultrazvuka uključuju životinje koje ga proizvode. Životinje generiraju i percipiraju ultrazvuk pomoću posebnih prijemnih uređaja. Ultrazvuk im pomaže da se kreću u svemiru. Ultrazvučne vibracije koje stvaraju životinje reflektiraju se od objekata i percipiraju ih specijalizovani slušni organi kao prepreke na putu. Ultrazvuk također mogu proizvesti, na primjer, skakavci, cvrčci i delfini. Slušni aparati nekih insekata, ptica i životinja sposobni su da percipiraju širi raspon zvučnih vibracija od onih kod ljudi.
Dakle, gornje granice percipiranih zvučnih frekvencija su:
- žabe je $\nu =3\cdot (10)^4Hz$;
- psi$\ \nu =6\cdot (10)^4Hz$;
- mačke $\nu =(10)^5Hz$;
- skakavci $\nu =(10)^5Hz$;
- slepi miševi $\nu =1.5\cdot (10)^5Hz$;
- leptiri $\nu =1.6\cdot (10)^5Hz$;
- delfini $\nu =2\cdot (10)^5Hz$;
- galebovi $\nu =8\cdot (10)^3Hz.$
Neživa priroda također može generirati ultrazvuk. Javlja se kada je vjetar, ultrazvučne frekvencije su prisutne u buci vodopada i zvukovima mora.
Tehnički uređaji tokom svog rada sposobni su da emituju ultrazvuk, na primjer, neki motori i alatni strojevi.
Ultrazvuk se dobija namenski korišćenjem ultrazvučnih generatora. Za snimanje i analizu ultrazvuka koriste se piezoelektrični ili magnetostriktivni senzori.
Biološke posljedice izlaganja ultrazvučnim talasima
Biološki efekti koje ultrazvučni talasi mogu izazvati ovise o intenzitetu, učestalosti i trajanju izlaganja. Ako su ultrazvučni talasi niskog intenziteta i njima se zrače biološki objekat, dolazi do mikrovibracije na nivou ćelije. Istovremeno se aktiviraju transportni procesi, poboljšavaju metabolički procesi u tkivima i postiže se pozitivan efekat. Kako se intenzitet povećava, ultrazvučni pritisak može dovesti do oštećenja molekula. Kod dužeg izlaganja ultrazvuku, na primjer, na poslu, osoba doživljava povećan umor, pospanost i može doći do poremećaja nervnog sistema.
Infrazvuk
Infrazvukom se nazivaju elastični mehanički talasi sa frekvencijama nižim od frekvencija zvuka koji ljudi čuju. Gornja granica infrazvučnih talasa je 16-25 Hz, gornja granica nije definisana.
Infrazvuk se malo apsorbira u raznim supstancama, pa se ovi valovi mogu širiti na velike udaljenosti.
Izvori infrazvuka
Infrazvuk je prisutan u buci atmosfere, drveću u šumi i vodi u moru. U Zemljinoj kori, infrazvučne frekvencije se mogu detektovati iz različitih izvora, na primjer, klizišta, eksplozije i transport.
Takozvani “glas mora” su infrazvučni valovi koji se pojavljuju iznad površine mora kao rezultat stvaranja vrtloga iza vrhova valova tijekom jakih vjetrova. Budući da se infrazvuk malo apsorbira, "glas mora" može se širiti na velike udaljenosti i prilično velikom brzinom. Ovo svojstvo infrazvuka služi za predviđanje oluja. Neki živi organizmi su sposobni da percipiraju infrazvuk. Dakle, meduze imaju "infra uši" koje čuju infrazvuk frekvencije 8-13 Hz. Ako je oluja još stotinama kilometara od obale i približi joj se za skoro jedan dan, onda je meduze već čuju i odlaze u dubine vode.
Izvori infrazvuka su: uragani, oluje i neke vrste potresa. Neke životinje koriste infrazvuk prilikom lova, vjeruje se da tigar može proizvesti urlik frekvencije od 18 Hz. Slonovi koriste infrazvuk za komunikaciju.
Čovjek ne čuje infrazvuk, ali ti valovi kod njega mogu izazvati anksioznost i strah. Infrazvuk može izazvati agresiju kod ljudi.
Neki muzički instrumenti mogu generirati infrazvuk. Neka muzička dela koja se sastoje od povremenih pulsacija mogu izazvati biopsihičku reakciju u ljudskom telu, što može uticati na funkcije ljudskih organa.
Mehanizmi koji rade sa frekvencijama manjim od 20$\frac(v)(s),$ generišu infrazvuk. Ako se automobil kreće brzinom većom od 100 $\frac(km)(h)$, onda je to izvor infrazvuka, koji nastaje zbog odvajanja strujanja zraka od njegove površine.
Djelovanje infrazvuka
Mnogi procesi koji se dešavaju u ljudskom tijelu su u frekvencijskom opsegu koji odgovara frekvenciji infrazvuka, kao što su:
- ljudsko srce se kontrahira frekvencijom od 1-2 Hz;
- delta - moždani ritam je 0,5-3,5 Hz;
- Alfa moždani ritam - 8-13 Hz.
Ako se vibracije infrazvuka poklapaju s vibracijama ljudskih organa, onda zbog rezonancije rezonantni organ može biti ozlijeđen. Od 8 do 15 Hz je prirodna frekvencija vibracije ljudskog tijela. Možemo reći da svaki pokret svakog mišića ovom frekvencijom stvara prigušeni mikro grč tijela. Ako je ljudsko tijelo izloženo infrazvuku i rezonira, amplituda mikrokonvulzija će se povećati deset puta.
Na frekvenciji infrazvuka od 7-13 Hz (učestalost potresa i tajfuna, vulkanskih erupcija), životinje pokušavaju napustiti izvor prirodne katastrofe.
Infrazvuk sa frekvencijama od 6-9 Hz smatra se najopasnijim. Frekvencija infrazvuka od 7 Hz odgovara moždanim vibracijama u mirovanju, kod ovog zvuka psihotropni učinak je maksimalan, svaki mentalni stres je nemoguć, glava eksplodira. Sredinom 20. vijeka eksperimentalno je utvrđeno da na infrazvuku od 6 Hz čovjek osjeća umor, zatim anksioznost, koja prelazi u užas. Na 7 Hz moguća je paraliza srca i nervnog sistema.
Primjeri problema sa rješenjima
Primjer 1
Vježbajte.Šišmiš emituje ultrazvuk sa frekvencijom $(\nu )_0,$ krećući se u pravcu stacionarnog rezonatora, koji je podešen na frekvenciju $(\nu )_r\ (Sl. 1)$. Koliko brzo se miš kretao ako su zvučni valovi koje je stvorio uzrokovali osciliranje rezonatora? Temperatura zraka $T,\ $molarna masa $\mu $, Poissonov omjer - $\gamma $.
Rješenje. U skladu sa Doplerovim efektom, frekvencija zvuka koju će rezonator percipirati jednaka je:
\[\nu =\frac(v"+u)(v"-v)(\nu )_0\left(1.1\desno),\]
gdje je $(\nu )_0$ frekvencija zvuka koji miš proizvodi; $v"$ je brzina zvuka u materiji (u vazduhu). Pošto je rezonator nepomičan, transformišemo izraz (1.1) u oblik:
\[\nu =\frac(v")(v"-v)(\nu )_0\left(1.2\right),\]
Iz formule (1.2) dobijamo brzinu leta miša:
Brzinu zvuka nalazimo kao:
Da bi valovi koji dolaze do rezonatora izazvali njegove oscilacije, njihova frekvencija mora se poklapati sa prirodnom frekvencijom rezonatora:
\[\nu =(\nu )_r\left(1.5\desno).\]
Uzimajući u obzir (1.4) i (1.5), transformišemo izraz (1.3) u oblik:
Odgovori.$v=\sqrt(\frac(\gamma RT)(\mu ))\left(1-\frac((\nu )_0)((\nu)_r)\desno)\ \frac(m)(s )$
Primjer 2
Vježbajte. Zašto delfini za komunikaciju koriste ultrazvuk frekvencije oko 10-400 Hz, a za zvučnu lokaciju koriste frekvencije od 750 - $3\cdot (10)^5Hz$?
Rješenje. Da bi se postigla veća tačnost u lociranju okolnih objekata, treba koristiti talase visokih frekvencija (kratkih dužina), jer ako je veličina objekata veća od talasne dužine, onda se dobija zrcalni odraz talasa. U svrhu komunikacije preporučljivo je koristiti duge valove (niske frekvencije), koji blago prigušuju pri prelasku značajnih udaljenosti.
Abstract
Disciplina: fizika bioloških sistema
na temu: Ultrazvuk i infrazvuk u prirodi i tehnici
Uvod
Infrazvuk (od latinskog infra - ispod, ispod), elastični talasi slični zvučnim talasima, ali sa frekvencijama ispod opsega frekvencija koje ljudi čuju. Obično se kao gornja granica infrazvuka uzimaju frekvencije od 16-25 Hz. Donja granica infrazvuka je neizvjesna. Oscilacije od desetih, pa čak i stotih delova Hz mogu biti od praktičnog interesa, to jest, sa periodima od desetina sekundi. Tipično, ljudski sluh percipira vibracije u opsegu od 16-20.000 Hz (oscilacije u sekundi). Infrazvuk izaziva nervnu napetost, malaksalost, vrtoglavicu, promene u radu unutrašnjih organa, posebno nervnog i kardiovaskularnog sistema.
Infrazvuk karakterizira niska apsorpcija u različitim medijima, zbog čega se infrazvučni valovi u zraku, vodi i u zemljinoj kori mogu širiti na vrlo velike udaljenosti. Ovaj fenomen ima praktičnu primjenu u određivanju lokacije velikih eksplozija ili položaja vatrenog oružja. Širenje infrazvuka na velike udaljenosti u moru omogućava predviđanje prirodne katastrofe - cunamija. Zvukovi eksplozija, koji sadrže veliki broj infrazvučnih frekvencija, koriste se za proučavanje gornjih slojeva atmosfere i svojstava vodenog okoliša. “Glas mora” su infrazvučni valovi koji nastaju iznad površine mora za vrijeme jakih vjetrova, kao rezultat stvaranja vrtloga iza vrhova valova. Zbog činjenice da infrazvuk karakterizira niska apsorpcija, može se širiti na velike udaljenosti, a budući da brzina njegovog širenja znatno premašuje brzinu kretanja olujnog područja, „glas mora“ može poslužiti za predviđanje oluje. unaprijed. Meduze su jedinstveni pokazatelji oluje. Na rubu "zvona" meduze nalaze se primitivne oči i organi ravnoteže - slušni čunjevi veličine glave igle. Ovo su "uši" meduze. Čuju infrazvuke frekvencije 8 - 13 Hz. Oluja se još odvija stotinama kilometara od obale, na ova mjesta stiže za oko 20 sati, a meduze je već čuju i idu u dubinu. Dužina infrazvuka je vrlo velika (na frekvenciji od 3,5 Hz jednaka je 100 metara), prodiranje u tjelesno tkivo je također veliko. Možemo reći da osoba čuje infrazvuk “cijelim tijelom”.
Koncept "ultrazvuka" sada je dobio šire značenje od jednostavnog označavanja visokofrekventnog dijela spektra akustičnih valova. Uz njega su povezane čitave oblasti moderne fizike, industrijske tehnologije, informacione i mjerne tehnologije, medicine i biologije. Iako su prve ultrazvučne studije obavljene još u pretprošlom veku, temelji za široku praktičnu upotrebu ultrazvuka postavljeni su kasnije, u 1. trećini 20. veka. Kao oblast nauke i tehnologije, ultrazvuk se posebno brzo razvio u poslednje tri do četiri decenije. To je zbog općeg napretka akustike kao nauke i, posebno, sa formiranjem i razvojem sekcija kao što su nelinearna akustika i kvantna akustika, kao i sa razvojem fizike čvrstog stanja, elektronike, a posebno sa rođenjem kvantne elektronike.
Široka upotreba ultrazvučnih metoda posljedica je pojave novih pouzdanih sredstava emitiranja i prijema akustičnih valova, koji su, s jedne strane, omogućili značajno povećanje emitovane ultrazvučne snage i povećanje osjetljivosti pri prijemu slabih signala, te, sa druge strane, omogućile su da se gornja granica opsega emitovanih i primljenih talasa pomeri u oblast hipersoničnih frekvencija. Karakteristična karakteristika modernog stanja fizike i tehnologije ultrazvuka je izuzetna raznolikost njegove primjene, koja pokriva raspon frekvencija od čujnog zvuka do izuzetno ostvarivih visokih frekvencija i raspon snage od frakcija milivata do desetina kilovata.
Ultrazvuk se koristi u metalurgiji za utjecaj na rastopljeni metal te u mikroelektronici i izradi instrumenata za preciznu obradu najfinijih dijelova. Kao sredstvo za dobijanje informacija, služi i za merenje dubine, lociranje podvodnih prepreka u okeanu i za otkrivanje mikrodefekta u kritičnim delovima i proizvodima. Ultrazvučne metode se koriste za bilježenje i najmanjih promjena u hemijskom sastavu tvari i za određivanje stepena stvrdnjavanja betona u tijelu brane. U oblasti kontrolne i mjerne primjene ultrazvuka, ultrazvučna detekcija grešaka se pojavila kao samostalna, uspostavljena sekcija čije su mogućnosti i raznovrsnost problema koje rješava značajno porasle. Nedavno su se akustoelektronika i akustooptika pojavile kao nezavisne oblasti. Prvi od njih povezan je s obradom električnih signala, koristeći njihovu konverziju u ultrazvučne. Od akustoelektronskih uređaja, najpoznatiji i dugo korišteni su linije za kašnjenje i filteri. Napredak u oblasti proučavanja površinskih talasa, generisanja i primanja hipersoničnih talasa i uspostavljanja veze između elastičnih talasa i elementarnih pobuda u čvrstom telu doveo je do značajnog proširenja mogućnosti ovih uređaja i do stvaranja novih akustoelektronskih uređaja koji obezbeđuju složenija obrada signala. Akustooptika, povezana sa obradom svjetlosnih signala ultrazvukom, jedno je od najmlađih i najbrže rastućih područja ultrazvučne tehnologije. Najnovije ultrazvučne metode uključuju akustičnu holografiju, čija su perspektiva vrlo obećavajuća, jer stvara mogućnost dobivanja slika objekata u okruženjima neprozirnim za svjetlosne zrake. S obzirom na raznovrsnost praktičnih primjena ultrazvučnih vibracija i valova, ne može se ne spomenuti ultrazvučna medicinska dijagnostika, koja u nekim slučajevima daje detaljnije informacije i sigurnija je od drugih dijagnostičkih metoda. O ultrazvučnoj terapiji, koja je zauzela snažnu poziciju među savremenim fizioterapeutskim metodama, i, konačno, o najnovijem pravcu primene ultrazvuka u medicini - ultrazvučnoj hirurgiji. Uz praktičnu primjenu, ultrazvuk igra važnu ulogu u naučnim istraživanjima. Nemoguće je zamisliti modernu fiziku čvrstog stanja bez upotrebe ultrazvučnih i hipersoničnih metoda, bez koncepta fotona, njihovog ponašanja i interakcija sa različitim poljima i pobudama u čvrstom tijelu. Metode molekularne akustike se široko koriste u proučavanju tekućina i plinova; Ultrazvučne metode igraju sve važniju ulogu u biologiji. Interes za ultrazvuk i ultrazvučnu tehnologiju raste, zahvaljujući njenom prodoru u različita područja ljudskog djelovanja. Raste broj objava o njemu u novinama i časopisima, u popularnim publikacijama. Inženjeri i naučnici uključeni u različite oblasti nacionalne ekonomije i nauke procenjuju mogućnosti korišćenja ultrazvučnih metoda za svoje specifične zadatke iu tom smislu žele da steknu razumevanje različitih aspekata fizike i tehnologije ultrazvuka na savremenom nivou. Međutim, postojeća naučna i tehnička literatura trenutno nije u mogućnosti da u potpunosti zadovolji ovu potrebu. Poznate opšte publikacije posvećene fizici i ultrazvučnoj tehnologiji često ne odgovaraju trenutnom stanju nauke. Objavljivane poslednjih godina, posebne monografije naučne i primenjene prirode namenjene su obučenim čitaocima sa dovoljnim poznavanjem akustike i srodnih oblasti fizike, na primer fizike čvrstog stanja, ili neke specifične oblasti tehnologije koja se odnosi na ultrazvuk. Ovaj rad opisuje glavne teme koje se odnose na infrazvuk, ultrazvuk u prirodi i tehnologiju.
Ultrazvuk, infrazvuk i ljudi
Ultrazvuk je mehanička vibracija elastičnog medija čija frekvencija prelazi gornju granicu čujnosti -20 kHz. Jedinica za nivo zvučnog pritiska je dB. Mjerna jedinica za intenzitet ultrazvuka je vat po kvadratnom centimetru (W/cm2).
Ultrazvuk ima uglavnom lokalni učinak na tijelo, jer se prenosi direktnim kontaktom sa ultrazvučnim instrumentom, radnim predmetima ili sredinama u kojima se pobuđuju ultrazvučne vibracije. Ultrazvučne vibracije koje generiše ultrazvučna niskofrekventna industrijska oprema imaju negativan uticaj na ljudski organizam. Dugotrajno sistematsko izlaganje ultrazvuku u vazduhu izaziva promene na nervnom, kardiovaskularnom i endokrinom sistemu, slušnim i vestibularnim analizatorima. Najkarakterističnije je prisustvo vegetovaskularne distonije i astenijskog sindroma.
Stepen ozbiljnosti promjena zavisi od intenziteta i trajanja izlaganja ultrazvuku i povećava se u prisustvu visokofrekventnog šuma u spektru, a dodaje se i izražen gubitak sluha. Ako se kontakt s ultrazvukom nastavi, ovi poremećaji postaju trajniji.
Pod utjecajem lokalnog ultrazvuka javljaju se pojave vegetativnog polineuritisa šaka (rjeđe nogu) različitog stepena težine, sve do razvoja pareze šaka i podlaktica, te vegetativno-vaskularne disfunkcije.
Priroda promjena koje se javljaju u tijelu pod utjecajem ultrazvuka ovisi o dozi izlaganja.
Male doze - nivo zvuka 80-90 dB - daju stimulativni efekat - mikromasaža, ubrzanje metaboličkih procesa. Velike doze - nivoi zvuka od 120 dB ili više - imaju štetni efekat. Osnova za sprječavanje štetnog djelovanja ultrazvuka na osobe koje opslužuju ultrazvučne instalacije je higijenska regulativa.
U skladu sa GOST 12.1.01-89 "Ultrazvuk. Opšti sigurnosni zahtjevi", "Sanitarni standardi i pravila za rad na industrijskim ultrazvučnim instalacijama" (br. 1733-77) nivoi zvučnog pritiska u visokofrekventnom području čujnih zvukova i ultrazvuk na radnim mestima je ograničen (od 80 do 110 dB na srednjim geometrijskim frekvencijama opsega jedne trećine oktave od 12,5 do 100 kHz).
Mjere za sprječavanje štetnog djelovanja ultrazvuka na tijelo operatera tehnoloških instalacija i osoblja tretmanskih i dijagnostičkih prostorija sastoje se prvenstveno od provođenja mjera tehničke prirode. To uključuje stvaranje automatizovane ultrazvučne opreme na daljinsko upravljanje; korištenje opreme male snage kad god je to moguće, što pomaže u smanjenju intenziteta buke i ultrazvuka na radnom mjestu za 20-40 dB; postavljanje opreme u zvučno izolirane prostorije ili sobe na daljinsko upravljanje; oprema zvučnoizolacionih uređaja, kućišta, paravana od čeličnog lima ili duraluminijuma, obloženih gumom, antibučnim mastikom i drugim materijalima.
Prilikom projektovanja ultrazvučnih instalacija, preporučljivo je koristiti radne frekvencije koje su najudaljenije od čujnog opsega – ne niže od 22 kHz.
Da bi se eliminisalo izlaganje ultrazvuku pri kontaktu sa tečnim i čvrstim medijima, potrebno je instalirati sistem za automatsko isključivanje ultrazvučnih pretvarača tokom operacija tokom kojih je kontakt moguć (na primer, utovar i istovar materijala). Za zaštitu ruku od kontaktnog djelovanja ultrazvuka, preporučuje se korištenje posebnog radnog alata s drškom za izolaciju vibracija.
Ukoliko je iz proizvodnih razloga nemoguće smanjiti nivo buke i intenzitet ultrazvuka na prihvatljive vrijednosti, potrebno je koristiti ličnu zaštitnu opremu - zaštitu od buke, gumene rukavice sa pamučnom podstavom i sl.
Razvoj tehnologije i vozila, unapređenje tehnoloških procesa i opreme praćeni su povećanjem snage i dimenzija mašina, što determiniše tendenciju povećanja niskofrekventnih komponenti u spektrima i pojavu infrazvuka, koji je relativno nov, nedovoljno proučen faktor u proizvodnom okruženju.
Infrazvuk je naziv za akustične vibracije koje se često javljaju! ispod 20 Hz. Ovaj opseg frekvencija je ispod praga čujnosti i ljudsko uho nije sposobno da percipira vibracije ovih frekvencija.
Industrijski infrazvuk nastaje zbog istih procesa kao i šum zvučnih frekvencija. Najveći intenzitet infrazvučnih vibracija stvaraju mašine i mehanizmi koji imaju velike površine koje vrše niskofrekventne mehaničke vibracije (infrazvuk mehaničkog porekla) ili turbulentne tokove gasova i tečnosti (infrazvuk aerodinamičkog ili hidrodinamičkog porekla).
Maksimalni nivoi niskofrekventnih akustičnih vibracija iz industrijskih i transportnih izvora dostižu 100-110 dB.
Istraživanja biološkog dejstva infrazvuka na organizam su pokazala da na nivoima od 110 do 150 dB ili više, može izazvati neprijatne subjektivne senzacije i brojne reaktivne promene kod ljudi, koje uključuju promene na centralnom nervnom, kardiovaskularnom i respiratornom sistemu, i vestibularni analizator. Postoje dokazi da infrazvuk uzrokuje gubitak sluha prvenstveno na niskim i srednjim frekvencijama. Ozbiljnost ovih promjena zavisi od nivoa infrazvuka i trajanja faktora.
U skladu sa Higijenskim standardima za infrazvuk na radnim mestima (br. 2274-80), na osnovu prirode spektra, infrazvuk se deli na širokopojasni i harmonijski. Harmonična priroda spektra se utvrđuje u oktavnim frekvencijskim opsezima viškom nivoa u jednom opsegu u odnosu na susjedne za najmanje 10 dB.
Prema svojim vremenskim karakteristikama, infrazvuk se dijeli na konstantan i nepostojan.
Normalizovane karakteristike infrazvuka na radnim mestima su nivoi zvučnog pritiska u decibelima u oktavnim frekventnim opsezima sa srednjim geometrijskim frekvencijama od 2, 4, 8, 16 Hz. Prihvatljivi nivoi zvučnog pritiska su 105 dB u oktavnim opsezima od 2, 4, 8, 16 Hz i 102 dB u oktavnom opsegu od 31,5 Hz. U ovom slučaju, ukupni nivo zvučnog pritiska ne bi trebalo da prelazi 110 dB Lin. Za nepostojan infrazvuk, normalizovana karakteristika je ukupni nivo zvučnog pritiska.
Najefikasnije i praktično jedino sredstvo za borbu protiv infrazvuka je njegovo smanjenje na izvoru. Prilikom odabira dizajna, prednost treba dati malim strojevima visoke krutosti, jer se u strukturama s ravnim površinama velike površine i niske krutosti stvaraju uvjeti za stvaranje infrazvuka. Borba protiv infrazvuka na njegovom izvoru mora se voditi u pravcu promene režima rada tehnološke opreme - povećanja njene brzine (na primer, povećanje broja radnih taktova mašina za kovanje i prešanje, tako da se glavna brzina ponavljanja snage impulsi su izvan infrazvuka).
Moraju se preduzeti mjere za smanjenje intenziteta aerodinamičkih procesa – ograničavanje brzina vozila, smanjenje protoka tekućina (avionski i raketni motori, motori s unutrašnjim sagorijevanjem, sistemi za pražnjenje pare termoelektrana i dr.).
U borbi protiv infrazvuka duž puteva širenja, ometači tipa interferencije imaju određeni efekat, obično u prisustvu diskretnih komponenti u infrazvučnom spektru.
Nedavna teorijska obrazloženja toka nelinearnih procesa u apsorberima rezonantnog tipa otvara prave načine za projektovanje panela i kućišta koji apsorbuju zvuk koji su efikasni u području niskih frekvencija.
Kao ličnu zaštitnu opremu preporučuje se upotreba slušalica i čepića za uši koji štite uho od štetnih efekata prateće buke. Organizacione preventivne mere treba da obuhvataju poštovanje rasporeda rada i odmora i zabranu prekovremenog rada. Kod kontakta sa ultrazvukom više od 50% radnog vremena preporučuju se pauze od 15 minuta na svakih 1,5 sat rada. Značajan učinak postiže se kompleksom fizioterapeutskih procedura - masaža, UT-zračenje, vodene procedure, vitaminizacija itd.
Ultrazvuk i infrazvuk u prirodi
Činjenica da delfini imaju neobično razvijen sluh poznata je decenijama. Volumen onih dijelova mozga koji upravljaju slušnim funkcijama je desetine (!) puta veći nego kod ljudi (uprkos činjenici da je ukupni volumen mozga približno isti). Delfin je sposoban da percipira frekvencije zvučnih vibracija 10 puta veće (do 150 kHz) od ljudi (do 15-18 kHz), a čuje zvukove čija je snaga 10-30 puta manja od zvukova dostupnih ljudskom sluhu, kao što je Bez obzira koliko je dobar vid delfina, njegove mogućnosti su ograničene zbog niske prozirnosti vode. Dakle, delfin prima osnovne informacije o svojoj okolini putem sluha. Istovremeno, koristi aktivnu lokaciju: osluškuje eho koji nastaje kada se zvukovi koje ispušta reflektiraju od okolnih objekata. Eho mu daje tačne informacije ne samo o položaju objekata, već io njihovoj veličini, obliku i materijalu. Drugim riječima, sluh omogućava delfinu da percipira svijet oko sebe ništa gore ili čak bolje od vida.
Ljudski sluh može razlikovati vremenske intervale od otprilike jedne stotinke sekunde (10 ms). Delfini razlikuju intervale od deset hiljada delova sekunde (0,1-0,3 ms). Isto se primjećuje i sa djelovanjem drugih testnih zvukova. Dva kratka zvučna impulsa se razlikuju od jednog kada je interval između njih samo 0,2-0,3 ms (kod ljudi - nekoliko ms). Pulsacije u jačini zvuka izazivaju reakcije kada se njihova frekvencija približi 2 kHz (50-70 Hz kod ljudi).
Sonari slepih miševa.
Priroda je slepe miševe obdarila sposobnošću da proizvode zvukove sa frekvencijom oscilovanja iznad 20.000 herca, odnosno ultrazvuke nedostupne ljudskom uhu. Lokator slepih miševa je vrlo precizan, pouzdan i ultra-minijaturan. Uvijek je u ispravnom stanju i višestruko je učinkovitiji od svih lokacijskih sistema koje je stvorio čovjek. Uz pomoć takvog ultrazvučnog "vizija", slepi miševi u mraku detektuju istegnutu žicu prečnika 0,12-0,05 mm, uhvate eho koji je 2000 puta slabiji od poslanog signala, a na pozadini puno zvuka smetnje mogu istaći koristan zvuk, odnosno samo onaj opseg koji im je potreban.
Šišmiši proizvode i percipiraju zvukove u visini od 50.000-60.000 Hz. Ovo objašnjava njihovu sposobnost da izbjegnu sudare s objektima čak i kada im je vid isključen (princip radara). U svom dometu normalno ljudsko uho percipira sve tonove neprekidno, bez praznina.
Kod slepih miševa ultrazvuk se obično javlja u larinksu, koji je po strukturi sličan običnom zviždaljku. Vazduh koji se izdahne iz pluća juri kroz njega kao vihor i izbija takvom snagom, kao da je izbačen eksplozijom. Pritisak vazduha koji juri kroz larinks je duplo veći nego u parnom kotlu! Štaviše, proizvedeni zvuci su vrlo glasni: ako bismo ih uhvatili, doživjeli bismo ih kao urlik motora borbenog mlaznjaka iz blizine. Šišmiši ne oglušuju jer imaju mišiće koji zatvaraju uši kada emituju izviđački ultrazvuk. Sigurnost ušiju zagarantovana je savršenstvom njihovog dizajna: pri maksimalnoj brzini ponavljanja sondirajućih impulsa - 250 u sekundi - klapna u uhu šišmiša uspijeva se otvoriti i zatvoriti 500 puta u sekundi.
Budući da brzina zvuka znatno premašuje brzinu kretanja čak i ptica s brzim krilima, eholokacija se može koristiti i tokom leta. Najnapredniji lokator posjeduju slepi miševi, koji u lovu razvijaju veliku brzinu i neprestano izvode akrobatske manevre u zraku. O kvaliteti sluha "lokatora" svjedoče rezultati lova: najmanji grabežljivci povećaju svoju težinu za 10 posto u samo 15 minuta lova na komarce, mušice i mušice. “Navigacijski uređaj” je toliko precizan da može uhvatiti smjer mikroskopski malog objekta prečnika samo 0,1 milimetar. Donald Griffin, istraživač eholokatora slepih miševa (koji im je, inače, i dao ovo ime), smatra da bi slepi miš, da nije bilo ehosonda, čak i cijelu noć, leteći otvorenih usta, slučajno uhvatio jedan komarac.
Ostali prirodni sonari.
Brojne druge životinjske vrste također imaju sonare. Imaju ih kitovi spermatozoidi koji ih koriste za traženje koncentracija dubokomorskih lignji. Sonar kita spermatozoida je vrsta dalekometnog topa, koji ima dužinu do 5 m i zauzima gotovo trećinu tijela životinje. Eholokacija je pronađena kod ptica Guajaroa koje žive u Americi oni slepih miševa i delfina rade na relativno niskim frekvencijama, odnosno u rasponu od 1500 do 2500 Hz. Stoga, Guajarosi ne primećuju male predmete u pećinama Guajaro. plač i stenjanje, teško podnošljivo za nenaviknuto uho.
Swifts koji žive u Indoneziji i na pacifičkim otocima također koriste eholokaciju. Za različite vrste swiftleta, sonari rade na različitim frekvencijama: 2000 do 7000 Hz. Zanimljivo je da kada ptica sjedi, njen eholokacijski aparat ne radi; lokacijski impulsi se šalju samo u letu (pri mahanju krilima). Swiftlet sonar ne radi čak ni na svjetlu.
Ultrazvuk i infrazvuk u tehnici
Trenutno se infrazvuk polako počinje koristiti u medicini. Uglavnom u liječenju raka (uklanjanje tumora), u mikrohirurgiji oka (liječenje bolesti rožnjače) iu nekim drugim područjima. U Rusiji je prvi put primijenjen infrazvuk za liječenje rožnjače u Ruskoj dječjoj kliničkoj bolnici. Po prvi put u praksi dječje oftalmologije u liječenju bolesti rožnice primijenjene su infrazvuk i infrazvučna fonoforeza. Dostava ljekovitih tvari u rožnicu pomoću infrazvuka ne samo da je omogućila ubrzanje procesa zacjeljivanja, već je doprinijela i resorpciji upornih zamućenja rožnice, kao i smanjenju broja recidiva bolesti. Sada postoji mnogo fizioterapeutskih uređaja koji koriste metodu infrazvuka. Ali oni se koriste samo u uskim specijalizacijama. Vrlo malo se zna o upotrebi infrazvuka protiv raka; Iako izgledi za njihovu upotrebu nisu upitni. Složenost primjene je zbog činjenice da infrazvuk ima štetan učinak na živi organizam, a potrebno je izvršiti višegodišnji rad kako bi se pronašli odgovarajući parametri izlaganja. Budućnost ove metode nije daleko.
Infrazvučno (psihotronično) oružje i njihova upotreba
U 21. vijeku postoje informacije o razvoju i testiranju infrazvučnog oružja od strane nekih zemalja - lidera u vojno-političkoj svjetskoj areni, uključujući svakako SAD i Rusiju. Kreatori superoružja zasnovanog na efektima infrazvuka tvrde da potpuno potiskuju neprijatelja, uzrokujući mu tako „neizbežne” posledice kao što su mučnina i povraćanje. Infrazvučno oružje se uglavnom koristi protiv ljudstva. Prema studijama sprovedenim u nekim zemljama, infrazvučne vibracije mogu uticati na centralni nervni sistem i organe za varenje, izazivajući paralizu, povraćanje i grčeve, što dovodi do opšte slabosti i bolova u unutrašnjim organima, a na višim nivoima na frekvencijama od nekoliko Hz - do vrtoglavica, mučnina, gubitak svijesti, a ponekad i sljepoća, pa čak i smrt.
Infrazvučno oružje može izazvati i paniku kod ljudi, gubitak samokontrole i neodoljivu želju da se sakriju od izvora uništenja (!), što je posebno dragocjeno u ratnim uslovima. Određene frekvencije mogu utjecati na srednje uho, uzrokujući vibracije, koje zauzvrat izazivaju osjećaje slične onima koji se javljaju kod bolesti kretanja ili morske bolesti. Njegov domet je određen emitovanom snagom, vrijednošću noseće frekvencije, širinom dijagrama zračenja i uvjetima za širenje akustičnih vibracija u stvarnom okruženju mnogo novca iz drzavne kase.
Infrazvučno oružje je jedna od vrsta oružja za masovno uništenje (WMD), zasnovana na upotrebi usmerenog zračenja snažnih infrazvučnih vibracija. Prototipovi takvog oružja već postoje i više puta su razmatrani kao mogući objekti za testiranje. Od praktičnog interesa su oscilacije sa frekvencijama u rasponu od desetinki, pa čak i stotinki do jedinica Hz. Infrazvuk karakterizira niska apsorpcija u različitim medijima, zbog čega infrazvučni valovi u zraku, vodi i zemljinoj kori mogu putovati na velike udaljenosti i probijati betonske i metalne barijere. Ovo oružje ima psihotronički učinak na centralni nervni sistem osobe, nakon čega onesposobljava cijelo tijelo na visokim frekvencijama. U Sjedinjenim Državama Pentagon, posebno Ministarstvo odbrane SAD, razvija ovo tajno oružje. Uz razvoj infrazvučnog pištolja, posebna pažnja posvećena je istraživanju djelovanja ovog oružja na ljude, a izdvajaju se višemilionski transferi. Poznato je da je razvoj ove vrste oružja izvršen u SSSR-u kasnih 80-ih. Iz priče doktora tehničkih nauka V. Kanjuka: „Ja sam bio na čelu tajnog kompleksa u Podlipki. Bio je član NPO Energia (na čelu sa akademikom V.P. Glushkom). Na osnovu zatvorene Rezolucije CK KPSS i Savjeta ministara SSSR-a od 27. januara 1986. godine, stvorili smo generator posebnih fizičkih polja. Bio je u stanju da ispravi ponašanje ogromnih masa stanovništva. Lansirana u svemirsku orbitu, ova oprema je svojim "snopom" pokrila područje jednako Krasnodarskom teritoriju. Sredstva koja su se godišnje izdvajala za ovaj i srodne programe bila su ekvivalentna pet milijardi dolara (!)...” (da, upravo tih dolara po stopi od oko 6 rubalja za 1 USD) U ljeto 1991. godine, komitet Vrhovni sovjet SSSR-a objavio je zastrašujuću brojku. KGB (Komitet državne sigurnosti, analog našeg FSB-a ili američkog FBI), Akademija nauka, Ministarstvo odbrane i drugi resori potrošili su pola milijarde pune vrijednosti prijereformskih rubalja na razvoj psihotroničkog oružja . Jedan od glavnih zadataka bio je „daljinski medicinsko-biološki i psihofizički uticaj na neprijateljske trupe i stanovništvo“. U Rusiji (prema nezvaničnim podacima) postoje domaći razvoji psihotroničkog oružja zasnovanog na širenju infrazvučnih talasa "Lava - 5" i "Ruslo - 1". Naznačeno je da se u klasifikaciji sredstava za masovno uništenje (koje koriste vojno-industrijski kompleksi razvijenih zemalja) pojavila klauzula: „To su oružje koje djeluje na genetski aparat. U određenim krugovima se naziva „ekološki prihvatljivim“, pa čak i „humanim“, ne uništava gradove i često ne ubija ljude, na primjer, kao nuklearno oružje. Uprkos niskom razornom kapacitetu, ima veću efikasnost protiv neprijateljskog osoblja (sa izuzetkom nuklearnog oružja i nekih drugih). Ovo oružje je takođe interesantno ne samo vojsci, već i policijskim snagama, jer bi u budućnosti trebalo da zameni vodene topove, gumene metke i palice, kao efikasnu mera uticaja pri rasturanju demonstracija i nereda druga zastarjela sredstva. Naziva se i etničkim oružjem. Sa sigurnošću se može reći da je infrazvučno oružje nova prekretnica u oblasti oružja za masovno uništenje.
Primjena ultrazvuka u medicini
Higijena. Činjenica da ultrazvuk aktivno utječe na biološke objekte (na primjer, ubija bakterije) poznata je više od 70 godina, ali još uvijek nema konsenzusa među liječnicima o specifičnom mehanizmu njegovog djelovanja na oboljele organe. Jedna od hipoteza: ultrazvučne vibracije visoke frekvencije izazivaju unutrašnje zagrijavanje tkiva, praćeno mikromasažom.
Sanitarije. Ultrazvučni sterilizatori za hirurške instrumente se široko koriste u bolnicama i klinikama.
Dijagnostika. Elektronska oprema sa ultrazvučnim skeniranjem koristi se za otkrivanje tumora mozga i postavljanje dijagnoze.
Akušerstvo je oblast medicine u kojoj su najčvršće etablirane tehnike pulsnog eho ultrazvuka, kao što je ultrazvučni pregled pokreta fetusa, koji se nedavno učvrstio u praksi. Sada se prikupljaju informacije o kretanju fetalnih udova, pseudorespiraciji i dinamici srca i krvnih žila. Dok se proučava fiziologija i razvoj fetusa, otkrivanje anomalija je još daleko.
Oftalmologija. Ultrazvuk je posebno pogodan za precizno određivanje veličine oka, kao i za ispitivanje patologija i anomalija njegovih struktura u slučaju zamućenja, a samim tim i nepristupačnosti za konvencionalni optički pregled. Područje iza oka - orbita - dostupno je pregledu kroz oko, pa je ultrazvuk, zajedno s kompjuterizovanom tomografijom, postao jedna od glavnih metoda za proučavanje patologija u ovoj oblasti.
kardiologija. Ultrazvučne metode se široko koriste u pregledu srca i susjednih velikih krvnih žila. To je zbog mogućnosti brzog dobivanja prostornih informacija, kao i mogućnosti kombiniranja s tomografskom vizualizacijom.
Terapija i hirurgija. To je odavno poznato
Ultrazvučno zračenje može biti usko fokusirano. Francuski fizičar Paul Langevin prvi je primijetio njegovo štetno djelovanje na žive organizme. Rezultati njegovih zapažanja, kao i informacije da ultrazvučni valovi mogu prodrijeti u meka tkiva ljudskog tijela, doveli su do toga da je od ranih 1930-ih. Postojao je veliki interes za problem upotrebe ultrazvuka u liječenju raznih bolesti. Ultrazvuk se posebno široko koristi u fizioterapiji. Ipak, tek nedavno se počeo pojavljivati naučni pristup analizi fenomena koji nastaju interakcijom ultrazvučnog zračenja sa biološkim okruženjem. Terapeutski ultrazvuk se može podijeliti na ultrazvuk niskog intenziteta i ultrazvuk visokog intenziteta - odnosno, neoštećujuće grijanje (ili bilo koji netermički efekti) i stimulacija i ubrzavanje normalnih fizioloških reakcija u liječenju oštećenja (fizikalna terapija i neke vrste raka). terapija). Pri većim intenzitetima, glavni cilj je izazivanje kontrolisane, selektivne destrukcije tkiva (operacija). Elektronska oprema se koristi u neurohirurgiji za inaktivaciju pojedinačnih područja mozga snažnim fokusiranim snopom visoke frekvencije (oko 1000 kHz).
Druge tehnologije
Hidrolokacija. Pritisak u ultrazvučnom talasu hiljadama puta premašuje pritisak u konvencionalnom zvučnom talasu i lako se detektuje korišćenjem mikrofona u vazduhu i hidrofona u vodi. Ovo omogućava korištenje ultrazvuka za otkrivanje jata riba ili drugih podvodnih objekata. Jedan od prvih praktičnih ultrazvučnih sistema za detekciju podmornica pojavio se na kraju Prvog svjetskog rata.
Ultrazvučni merač protoka. Princip rada takvog uređaja zasniva se na Doplerovom efektu. Ultrazvučni impulsi se usmjeravaju naizmjenično duž i protiv strujanja. U ovom slučaju, brzina prijenosa signala se ili dodaje brzini protoka ili oduzima od nje. Rezultirajuća razlika u fazama impulsa u dvije grane mjernog kruga se bilježi elektronskom opremom, te se kao rezultat izračunava brzina protoka, a iz nje i masena brzina (brzina protoka). Ovaj mjerač se može koristiti iu zatvorenoj petlji (na primjer, za proučavanje protoka krvi u aorti ili rashladnoj tekućini u nuklearnom reaktoru) iu otvorenoj petlji (na primjer, rijeka).
Hemijska tehnologija. Gore opisane metode spadaju u kategoriju male snage, u kojoj se fizičke karakteristike medija ne mijenjaju. Ali postoje i metode u kojima se ultrazvuk visokog intenziteta usmjerava na medij. Istovremeno, u tečnosti se razvija snažan proces kavitacije (formiranje mnogih mjehurića, odnosno šupljina, koje kolabiraju kada se pritisak poveća), uzrokujući značajne promjene u fizičkim i kemijskim svojstvima ovog medija. Brojne metode ultrazvučnog uticaja na hemijski aktivne supstance objedinjuju se u naučnu i tehničku granu znanja koja se zove ultrazvučna hemija. Istražuje i stimulira procese kao što su hidroliza, oksidacija, molekularno preuređenje, polimerizacija, dipolimerizacija i ubrzanje reakcija.
Ultrazvučno lemljenje. Kavitacija, uzrokovana snažnim ultrazvučnim talasima u topljenju metala, uništava oksidni film aluminijuma i omogućava mu da se lemi limenim lemom bez fluksa. Proizvodi napravljeni od ultrazvučno zavarenih metala postali su uobičajeni industrijski proizvodi.
Ultrazvučna obrada. Ultrazvučna energija se uspješno koristi u strojnoj obradi dijelova od vrlo tvrdih i krhkih materijala, kao što su staklo, keramika, volfram karbid i kaljeni čelik. Industrija također koristi široku paletu opreme za čišćenje površina od kvarcnih kristala i optičkog stakla, malih preciznih kugličnih ležajeva i uklanjanje ivica sitnih dijelova.
Ultrazvuk se široko koristi za pripremu homogenih smjesa. Davne 1927. godine američki naučnici Leamus i Wood otkrili su da ako se dvije tekućine koje se ne miješaju (na primjer, ulje i voda)
itd.............
Uvod
2. Echopeleng
3. Vrste prirodnih sonara
4. Čulo dodira pomaže slepim miševima da izbjegnu prepreke
5. Slepi miševi za pecanje
6. I slepi miševi prave greške
7. Screams in the Abyss
8. Radar za vodeni slon
Zaključak
Književnost
Uvod
Otkriće eholokacije povezuje se s imenom italijanskog prirodnjaka Lazara Spallanzanija. Primijetio je da šišmiši slobodno lete u potpuno mračnoj prostoriji (gdje su čak i sove bespomoćne), ne dodirujući predmete. U svom eksperimentu oslijepio je nekoliko životinja, ali su i nakon toga letjele kao one koje vide. Spallanzanijev kolega J. Zhurin izveo je još jedan eksperiment u kojem je voskom pokrivao uši slepih miševa - životinje su naletale na sve predmete. Iz ovoga su naučnici zaključili da se slepi miševi snalaze sluhom. Međutim, ovu ideju su savremenici ismijavali, jer se ništa više nije moglo reći - kratke ultrazvučne signale u to vrijeme još uvijek je bilo nemoguće snimiti.
Ideju o aktivnoj lokaciji zvuka kod slepih miševa prvi je predložio H. Maxim 1912. godine. Predložio je da slepi miševi stvaraju niskofrekventne eholokacijske signale mašući krilima na frekvenciji od 15 Hz.
Ultrazvuk je 1920. godine otkrio Englez H. Hartridge, koji je reproducirao Spallanzanijeve eksperimente. Potvrda za to je pronađena 1938. godine zahvaljujući bioakustičaru D. Griffinu i fizičaru G. Pierceu. Griffin je predložio naziv eholokacija (po analogiji s radarom) za imenovanje metode orijentacije slepih miševa pomoću ultrazvuka.
1. Ultrazvuk u divljini
U proteklih deset do petnaest godina, biofizičari su sa zaprepaštenjem otkrili da priroda, očigledno, nije bila mnogo škrta kada je svoju djecu obdarila sonarima. Od slepih miševa do delfina, od delfina do riba, ptica, pacova, miševa, majmuna, do zamoraca, buba, istraživači su se kretali sa svojim instrumentima, otkrivajući ultrazvuk svuda.
Ispostavilo se da su mnoge ptice naoružane ehosonderima. Prstenaste pljuskavice, vijuge, sove i neke ptice pjevice, koje je magla i mrak uhvatila u letu, izviđaju svoj put pomoću zvučnih valova. Vičući „osjećaju“ tlo i po prirodi eha saznaju visinu leta, blizinu prepreka i teren.
Očigledno, u svrhu eholokacije i druge životinje emituju ultrazvuk niske frekvencije (dvadeset do osamdeset kiloherca) - zamorci, pacovi, tobolčarske leteće vjeverice, pa čak i neki južnoamerički majmuni.
Miševi i rovke su u eksperimentalnim laboratorijama, prije nego što su krenuli kroz mračne kutove lavirinata u kojima je testirano njihovo pamćenje, poslali naprijed brzokrile izviđače - ultrazvuke. U potpunom mraku odlični su u pronalaženju rupa u zemlji. I tu pomaže ehosonder: eho se ne vraća iz ovih rupa!
Debele noćne jame, ili guajaros, kako ih zovu u Americi, žive u pećinama u Peruu, Venecueli, Gvajani i na ostrvu Trinidad. Ako odlučite da ih posjetite, budite strpljivi, a najvažnije, ljestve i električna svjetla. Neophodno je i određeno poznavanje osnova planinarenja, jer se noćne koze gnijezde u planinama i često im je potrebno penjanje po strmim liticama.
I čim uđete u pećinu sa svom ovom opremom, na vrijeme začepite uši, jer će hiljade ptica, probuđenih svjetlošću, pasti sa streha i zidova i početi juriti iznad vaše glave uz zaglušujući vrisak. Ptice su velike, do metar u rasponu krila, čokoladno smeđe sa velikim bijelim mrljama. Gledajući njihove majstorske manevre u sumornim špiljama kraljevstva Hada, svi se čude i postavljaju isto pitanje: kako ovi pernati trogloditi, leteći u potpunom mraku, uspijevaju da ne udare u zidove, svakakve stalaktite i stalagmite koji podupiru svodovi tamnica?
Ugasi svetla i slušaj. Nakon što malo prolete, ptice će se ubrzo smiriti, prestati vrištati, a onda ćete čuti tiho pljeskanje njihovih krila i, kao pratnju, tiho škljocanje. Evo odgovora na Vaše pitanje!
Naravno, to rade ehosonderi. Njihove signale hvataju i naše uši, jer zvuče u opsegu relativno niskih frekvencija - oko sedam kiloherca. Svaki klik traje jednu ili dvije hiljaditinke sekunde. Donald Griffin, nama već poznat istraživač sonara slepih miševa, nagurao je pamuk u uši nekih Guajarosa i pustio ih u mračnu dvoranu. A virtuozi noćnih letova, koji su postali gluvi, odmah su "oslijepili": bespomoćno su naletjeli na sve predmete u prostoriji. Bez da čuju eho, nisu mogli da se kreću u tami.
Guajaro provode dnevne sate u pećinama. Tu grade i svoja glinena gnijezda, nekako ih lijepe za vijence zidova. Noću ptice napuštaju tamnice i lete tamo gde ima mnogo voćaka i palmi sa mekim plodovima nalik na šljive. Plantaže uljanih palmi također su napadnute u hiljadama jata. Plodovi se gutaju cijele, a sjemenke se potom vraćaju nazad u pećine. Stoga, u tamnicama gdje se gnijezde guajaros, uvijek ima puno mladih voćnih „sadnica“, koje, međutim, brzo umiru: ne mogu rasti bez svjetlosti.
Trbuh novopečenih Guajaro pilića prekriven je debelim slojem masti. Kada mladi trogloditi budu stari oko dvije sedmice, ljudi sa bakljama i dugim motkama dolaze u pećine. Uništavaju gnijezda, ubijaju hiljade rijetkih ptica i odmah, na ulazu u pećine, tope salo iz njih. Iako ova mast ima dobre nutritivne kvalitete, koristi se uglavnom kao gorivo u lampionima i lampama.
Gori bolje od kerozina i jeftiniji je od njega - tako vjeruju u domovini ptice, koja je, zlom ironijom sudbine, osuđena da cijeli život provede u mraku da bi umrla da bi svijetlila kod kuće.
U južnoj Aziji, od Indije do Australije, živi još jedna ptica koja koristi sonar da pronađe put do svog gnijezda u tami. Gnijezdi se i u pećinama (ponekad, međutim, na stijenama na otvorenom). Ovo je čuveni škaf, dobro poznat svim domaćim gurmanima: od njegovih gnezda se pravi supa.
Ovako salangana gradi gnijezdo: šapama se drži za stijenu i namaže kamen ljepljivom pljuvačkom, crtajući na njemu siluetu kolijevke. Pomiče glavu udesno i ulijevo - pljuvačka se odmah smrzava i pretvara u smeđkastu koru. A swiftlet ga drži podmazanim odozgo. Zidovi gnijezda rastu i ispada da je to mala kolijevka na ogromnoj stijeni.
Za ovu uspavanku kažu da je veoma ukusna. Ljudi se penju na visoke litice, penju se na zidove pećina uz svjetlost baklji i skupljaju brza gnijezda. Zatim se kuvaju u kipućoj vodi (ili pilećoj čorbi!), a rezultat je odlična supa, kažu stručnjaci.
Sasvim nedavno je otkriveno da su striži interesantni ne samo za gastronome, već i za biofizičare: ove ptice, leteći u mraku, šalju i akustične izviđače koji “pucaju kao dječja igračka na navijanje”.
2. Eho ležaj
Sa fizičke tačke gledišta, svaki zvuk je oscilatorno kretanje koje se širi u valovima u elastičnom mediju.
Što više vibracija oscilirajuće tijelo (ili elastični medij) napravi u sekundi, to je veća frekvencija zvuka. Najniži ljudski glas (bas) vibrira oko osamdeset puta u sekundi, ili, kako kažu fizičari, njegova frekvencija vibracije doseže osamdeset herca. Najviši glas (na primjer, sopran peruanske pjevačice Ima Sumac) je oko 1400 herca.
Ultrazvuk, uticaj na ljudski organizam
Ultrazvučna zaštita obuhvata upotrebu izolacionih kućišta i paravana, izolaciju zračećih instalacija, opreme za daljinsko upravljanje i upotrebu lične zaštitne opreme.
Ultrazvuk- ovo je područje akustičnih vibracija u opsegu od 18 kHz do 100 MHz i više. Ultrazvuk- elastične vibracije u mediju čija je frekvencija izvan ljudske čujnosti. Tipično, ultrazvuk se odnosi na frekvencije iznad 20.000 Herca. Iako je postojanje ultrazvuka poznato odavno, njegova praktična upotreba je prilično mlada. U današnje vrijeme ultrazvuk se široko koristi u različitim fizičkim i tehnološkim metodama. Dakle, brzina širenja zvuka u mediju se koristi za suđenje njegovih fizičkih karakteristika. Mjerenje brzine na ultrazvučnim frekvencijama omogućava određivanje, na primjer, adijabatskih karakteristika brzih procesa, specifičnog toplotnog kapaciteta gasova i elastičnih konstanti čvrstih tela sa vrlo malim greškama.
Izvor ultrazvuka je oprema u kojoj se generišu ultrazvučne vibracije za obavljanje tehnoloških procesa, tehničke kontrole i merenja za industrijske, medicinske, kućne svrhe, kao i oprema pri čijem radu se ultrazvuk javlja kao srodni faktor. Prema spektralnim karakteristikama ultrazvučnih vibracija razlikuju se:
⇒ ultrazvuk niske frekvencije - 16-63 kHz (označene su srednje geometrijske frekvencije oktavnih opsega), širi se zrakom i kontaktom,
⇒ ultrazvuk srednje frekvencije - 125-250 kHz;
⇒ ultrazvuk visoke frekvencije - 1,0-31,5 MHz, širi se samo kontaktom.
Prema načinu širenja ultrazvučnih vibracija razlikuju se:
⇒ kontaktna metoda – ultrazvuk se širi kada ruke ili drugi dijelovi ljudskog tijela dođu u kontakt sa izvorom ultrazvuka;
⇒ vazdušna metoda - ultrazvuk putuje kroz vazduh.
Šišmiši su jedna od životinja koje koriste eholokaciju za navigaciju u svemiru. Izvlače ultrazvučne talase frekvencije od 40 do 100 kHz. Kada se emituju ovi talasi, mišići u ušima slepih miševa zatvaraju uši kako bi sprečili oštećenje slušnog sistema. Talasi koje proizvodi miš reflektiraju se od prepreka, insekata i drugih objekata. Miš hvata reflektirane valove i procjenjuje u kojem smjeru se nalazi prepreka ili plijen od njega.
Delfini također koriste eholokaciju. Oni su u stanju da emituju i primaju ultrazvučne talase sa frekvencijama do 300 kHz. Zahvaljujući tome mogu istraživati prostor, otkrivati prepreke, tražiti hranu, komunicirati jedni s drugima, pa čak i izražavati svoje emocionalno stanje.
Karakteristike zvuka. Ultrazvuk. Primjena ultrazvuka. Ultrazvuk u prirodi. Dijagnostička primjena ultrazvuka u medicini (ultrazvuk). Primjena ultrazvuka u kozmetologiji. Rezanje metala ultrazvukom. Priprema smjese ultrazvukom. Primjena ultrazvuka u biologiji. Upotreba ultrazvuka za čišćenje.
|
UVOD |
||
|
Istorijska pozadina |
||
|
Karakteristike zvuka |
||
|
Ultrazvuk |
||
|
Ultrazvučne aplikacije |
||
|
Ultrazvuk u prirodi |
||
|
Dijagnostička primjena ultrazvuka u medicini (ultrazvuk) |
||
|
Primjena ultrazvuka u kozmetologiji |
||
|
Rezanje metala ultrazvukom |
||
|
Priprema smjese ultrazvukom |
||
|
Primjena ultrazvuka u biologiji |
||
|
Upotreba ultrazvuka za čišćenje |
||
|
Primjena ultrazvuka u detekciji mana |
||
|
4.10 |
Ultrazvučno zavarivanje |
|
|
Reference |
||
|
APLIKACIJE |
||
|
DODATAK 1. Utjecaj zvuka na pijesak |
||
|
DODATAK 2 Vrsta talasa u zavisnosti od jačine zvuka |
Uvod
Zvuk je fizička pojava koja predstavlja širenje mehaničkih vibracija u obliku elastičnih valova u čvrstom, tekućem ili plinovitom mediju. U užem smislu, zvuk se odnosi na ove vibracije, razmatrane u vezi sa načinom na koji ih percipiraju osjetila životinja i ljudi.
Obična osoba može čuti zvučne vibracije u frekvencijskom opsegu od 1620 Hz do 1520 kHz. Zvuk ispod opsega ljudske čujnosti naziva se infrazvuk; viši: do 1 GHz, ultrazvuk, od 1 GHz hiperzvuk. Jačina zvuka na složen način zavisi od efektivnog zvučnog pritiska, frekvencije i oblika vibracija, a visina zvuka ne zavisi samo od frekvencije, već i od veličine zvučnog pritiska Kao i svaki talas, zvuk karakteriše amplituda i frekvencijski spektar. Proces širenja zvuka je takođe talasni.
1 Istorijska pozadina
Prva akustička zapažanja izvršena su u 6. veku pre nove ere. Pitagora je uspostavio vezu između visine tona i dužine žice ili cijevi koja proizvodi zvuk. U 4. veku. BC Aristotel je bio prvi koji je ispravno shvatio kako zvuk putuje kroz vazduh. Rekao je da sondirajuće tijelo izaziva kompresiju i razrjeđivanje zraka i objasnio je eho refleksijom zvuka od prepreka. U 15. veku Leonardo da Vinči je formulisao princip nezavisnosti zvučnih talasa od različitih izvora.
Godine 1660. eksperimenti Roberta Boylea dokazali su da je zrak provodnik zvuka (zvuk ne putuje u vakuumu 1700. - 1707.). Pariška akademija nauka objavila je memoare Josepha Saveura o akustici. Saveur u ovim memoarima istražuje fenomen dobro poznat dizajnerima orgulja: ako dvije cijevi orgulja proizvode dva zvuka u isto vrijeme, samo malo različita po visini, tada se čuju periodična pojačanja zvuka, slično bubnju. . Saveur je ovaj fenomen objasnio periodičnim poklapanjem vibracija oba zvuka. Ako, na primjer, jedan od dva zvuka odgovara 32 vibracije u sekundi, a drugi 40 vibracija, tada se kraj četvrte vibracije prvog zvuka poklapa s krajem pete vibracije drugog zvuka, a time i zvuk je pojačan. Konačno, Saver je bio prvi koji je pokušao odrediti granicu percepcije vibracija kao zvukova: za niske zvukove označio je granicu od 25 vibracija u sekundi, a za visoke zvukove - 12.800.
Zatim je Newton, na osnovu ovih Saveurovih eksperimentalnih radova, dao prvi proračun talasne dužine zvuka i došao do zaključka, danas dobro poznatog u fizici, da je za bilo koju otvorenu cijev talasna dužina emitovanog zvuka jednaka dvostrukoj dužini zvuka. cijev. „I tu leže najvažniji zvučni fenomeni, nakon Saveurovih eksperimentalnih studija, engleski matematičar Brooke Taylor je 1715. godine započeo matematičko ispitivanje problema vibrirajuće žice, postavljajući tako temelje matematičke fizike u pravom smislu riječi.” Riječ je uspio izračunati ovisnost broja vibracija strune od njene dužine, težine, napetosti i lokalnog gravitacijskog ubrzanja.
Pravo objašnjenje eha, prilično hirovitog fenomena, takođe pripada Hladnijem, barem u značajnom dijelu. Dugujemo mu i novo eksperimentalno određivanje gornje granice čujnosti zvuka, koja odgovara 20.000 vibracija u sekundi. Ova mjerenja, koja fizičari ponavljaju mnogo puta do danas, vrlo su subjektivna i zavise od intenziteta i prirode zvuka. Ali posebno su poznati Hladnijevi eksperimenti iz 1787. godine na proučavanju vibracija ploča, tokom kojih se formiraju prekrasne „akustične figure“ koje nose nazive Hladnijevih figura i dobivene posipanjem pijeska na vibrirajuću ploču. Ove eksperimentalne studije postavile su novi problem u matematičkoj fizici - problem oscilacija membrane.
U 18. vijeku su se proučavali i mnogi drugi akustični fenomeni (brzina zvuka u čvrstim i gasovima, rezonancija, kombinovani tonovi itd.). Svi su oni objašnjeni kretanjem dijelova oscilirajućeg tijela i čestica sredine u kojoj se širi zvuk. Drugim riječima, svi akustički fenomeni su objašnjeni kao mehanički procesi.
Godine 1787. Chladni, osnivač eksperimentalne akustike, otkrio je uzdužne vibracije žica, ploča, viljuški za melodije i zvona. Bio je prvi koji je precizno izmjerio brzinu širenja zvučnih valova u raznim plinovima. Dokazao je da zvuk u čvrstim tijelima ne putuje trenutno, već konačnom brzinom, a 1796. odredio je brzinu zvučnih valova u čvrstim tijelima u odnosu na zvuk u zraku. Izumio je brojne muzičke instrumente. Godine 1802. objavljeno je djelo Ernesta Chladnija "Akustika", gdje je dao sistematski prikaz akustike.
Nakon Chladnija, francuski naučnik Jean Baptiste Biot izmjerio je brzinu zvuka u čvrstim tijelima 1809. godine.
Godine 1800. engleski naučnik Thomas Young otkrio je fenomen interferencije zvuka i uspostavio princip superpozicije talasa.
Godine 1816. francuski fizičar Pierre Simon Laplace izveo je formulu za brzinu zvuka u gasovima. Godine 1842. austrijski fizičar Kristijan Dopler predložio je uticaj relativnog kretanja na visinu (Doplerov efekat).
Doplerov efekat je promena frekvencije i dužine talasa koje snima prijemnik, uzrokovana pomeranjem njihovog izvora i/ili pomeranjem prijemnika. Efekat je nazvan po austrijskom fizičaru K. Dopleru.
A 1845. Base-Ballot je eksperimentalno otkrio Doplerov efekat za akustične talase.
Godine 1877. američki naučnik Thomas Alva Edison izumio je uređaj za snimanje i reprodukciju zvuka, koji je kasnije poboljšao 1889. godine. Metoda snimanja zvuka koju je izumio zvala se mehanička. Godine 1880. francuski naučnici braća Pierre i Paul Curie došli su do otkrića koje se pokazalo veoma važnim za akustiku. Otkrili su da ako se kristal kvarca stisne s obje strane, električni naboji se pojavljuju na rubovima kristala. Ovo svojstvo je piezoelektrični efekat za detekciju ultrazvuka koji ljudi ne čuju. I obrnuto, ako se izmjenični električni napon primijeni na lica kristala, on će početi vibrirati, sabijati se i širiti.
2 Karakteristike zvuka
2.1 Volumen
Jačina zvuka je nivo snage koji je proporcionalan amplitudi zvučnog signala. Jačina zvuka se mjeri u decibelima i označava se dB. Jedinica mjere nazvana po Alexanderu Grahamu Bellu. Nivoi zvučnog pritiska tipični za različite izvore:
Hica iz pištolja na udaljenosti od nekoliko koraka je 140 dB.
Prag boli - 130 dB.
Mlazni motor (u kabini aviona) - 80 dB.
Tihi razgovor - 70 dB.
Šuštanje u tihoj prostoriji - 40 dB.
Buka u studiju je 30 dB.
Prag čujnosti je 0 dB.
2.2 Učestalost
Frekvencija (visina) broj kompletnih oscilacija po jedinici vremena (jedinica Hertz). Što je frekvencija veća, to je jači zvuk.
2.3 Timbre
Timbar je zvuk u kojem su prisutne vibracije različitih skupova frekvencija i amplituda. Osnovni ton određuje visinu zvuka, a prizvuci, koji se nadovezuju u određenim proporcijama, daju zvuku specifičnu boju - tembar.
Možemo reći da je tembar određen veličinom amplituda pojedinih harmonika (tj. zavisi od broja viših harmonika i odnosa njihovih amplituda prema amplitudi osnovnog harmonika i ne zavisi od faza viših harmonika ). Trajanje (trajanje) vrijeme tokom kojeg zvuk prelazi od jasno čujnog do apsolutne tišine.
3 Ultrazvuk
Ultrazvučni zvučni talasi koji imaju frekvenciju veću od one koju percipira ljudsko uho, obično ultrazvuk označava frekvencije iznad 20.000 Herca.
Iako je postojanje ultrazvuka poznato odavno, njegova praktična upotreba je prilično mlada. U današnje vrijeme ultrazvuk se široko koristi u različitim fizičkim i tehnološkim metodama. Dakle, brzina širenja zvuka u mediju se koristi za suđenje njegovih fizičkih karakteristika. Mjerenje brzine na ultrazvučnim frekvencijama omogućava određivanje, na primjer, adijabatskih karakteristika brzih procesa, specifičnog toplotnog kapaciteta gasova i elastičnih konstanti čvrstih tela sa vrlo malim greškama.
Frekvencija ultrazvučnih vibracija koje se koriste u industriji i biologiji kreće se od nekoliko desetina KHz do nekoliko MHz. Visokofrekventne vibracije se obično stvaraju pomoću piezokeramičkih pretvarača, na primjer, barij titanita. U slučajevima kada je snaga ultrazvučnih vibracija od primarnog značaja, obično se koriste mehanički ultrazvučni izvori. U početku su svi ultrazvučni talasi primani mehanički (kamponi, zviždaljke, sirene).
U prirodi se ultrazvuk nalazi i kao sastavni dio mnogih prirodnih zvukova (u buci vjetra, vodopada, kiše, u šumu kamenčića koje valja morska daska, u zvukovima koji prate grmljavinsko pražnjenje itd.), i među zvukovima životinjskog svijeta. Neke životinje koriste ultrazvučne talase za otkrivanje prepreka, navigaciju u prostoru i komunikaciju (kitovi, delfini, slepi miševi, glodavci, tarsieri).
Ultrazvučni emiteri se mogu podijeliti u dvije velike grupe. Prvi uključuje emitere-generatore; oscilacije u njima se pobuđuju zbog prisustva prepreka na putu stalnog strujanja mlaza gasa ili tečnosti. Druga grupa emitera elektroakustički pretvarači; oni pretvaraju već date fluktuacije električnog napona ili struje u mehaničke vibracije čvrstog tijela, koje emituje akustične valove u okolinu.
4 Primjena ultrazvuka
4.1 Ultrazvuk u prirodi
Šišmiši koji koriste eholokaciju prilikom noćne navigacije emituju signale izuzetno visokog intenziteta iz svojih usta (Vespertilionidae) ili paraboličnog zrcalnog otvora za nos (Rhinolophidae). Na udaljenosti od 1 × 5 cm od glave životinje, ultrazvučni pritisak doseže 60 mbar, odnosno odgovara u području čujne frekvencije zvučnom pritisku koji stvara udarni čekić. Šišmiši su u stanju da percipiraju eho svojih signala pri pritisku od samo 0,001 mbar, odnosno 10.000 puta manje od pritiska emitovanih signala. U isto vrijeme, slepi miševi mogu izbjeći prepreke tokom leta čak i kada se ultrazvučne smetnje s pritiskom od 20 mbar nametnu na signale eholokacije. Mehanizam za ovu visoku otpornost na buku još nije poznat. Kada slepi miševi lokaliziraju objekte, na primjer, okomito razvučene niti promjera samo 0,005 × 0,008 mm na udaljenosti od 20 cm (pola raspona krila), vremenski pomak i razlika u intenzitetu između emitiranog i reflektiranog signala igraju odlučujuću ulogu. . Šišmiši potkovači mogu se kretati i koristeći samo jedno uho (monoauralno), što je uvelike olakšano velikim ušnim školjkama koje se neprestano kreću. Oni čak mogu kompenzirati pomak frekvencije između emitiranih i reflektiranih signala zbog Doplerovog efekta (kada se približavate objektu, eho je veće frekvencije od poslanog signala). Smanjenjem frekvencije eholokacije tokom leta tako da frekvencija reflektovanog ultrazvuka ostane u području maksimalne osjetljivosti njihovih "slušnih" centara, oni mogu odrediti brzinu vlastitog kretanja.
Moljci iz porodice medvjeda razvili su ultrazvučni generator buke koji "uklanja miris" slepih miševa koji jure ove insekte.
Eholokacija se takođe koristi za navigaciju ptica - debelih noćnih kokošara, ili guajarosa. Naseljavaju planinske pećine u Latinskoj Americi od Paname na sjeverozapadu do Perua na jugu i Surinama na istoku. Međutim, živeći u mrklom mraku, debeljuškari su se prilagodili da majstorski lete kroz pećine. Oni proizvode tihe zvukove kliktanja koje percipira i ljudsko uho (njihova frekvencija je približno 7.000 Herca). Svaki klik traje jednu do dvije milisekunde. Zvuk klika reflektuje se od zidova tamnice, raznih izbočina i prepreka i percipira se osjetljivim sluhom ptice.
Kitovi koriste ultrazvučnu eholokaciju u vodi.
4.2 Dijagnostička primjena ultrazvuka u medicini (ultrazvuk)
Zbog dobrog širenja ultrazvuka u mekim tkivima čovjeka, njegove relativne bezopasnosti u odnosu na rendgenske zrake i jednostavnosti upotrebe u odnosu na magnetnu rezonancu, ultrazvuk se široko koristi za vizualizaciju stanja ljudskih unutrašnjih organa, posebno u trbušnoj i karličnoj šupljini. .
Terapeutske primjene ultrazvuka u medicini
Pored svoje široke upotrebe u dijagnostičke svrhe, ultrazvuk se koristi u medicini (uključujući regenerativnu medicinu) kao sredstvo za liječenje.
Ultrazvuk ima sledeće efekte:
protuupalni, upijajući efekti;
analgetski, antispazmodični efekti;
kavitacija poboljšanje propusnosti kože.
Fonoforeza je kombinovana metoda liječenja u kojoj se umjesto uobičajenog gela za ultrazvučnu emisiju (koji se koristi, na primjer, prilikom ultrazvuka), na tkivo nanosi ljekovita supstanca (i lijekovi i tvari prirodnog porijekla). Pretpostavlja se da ultrazvuk pomaže da terapeutska supstanca prodre dublje u tkivo.
4.3 Primjena ultrazvuka u kozmetologiji
Multifunkcionalni kozmetološki uređaji koji generiraju ultrazvučne vibracije frekvencije od 1 MHz koriste se za regeneraciju stanica kože i stimulaciju metabolizma u njima. Ultrazvukom se vrši mikromasaža ćelija, poboljšava se mikrocirkulacija krvi i limfna drenaža. Kao rezultat, povećava se tonus kože, potkožnog tkiva i mišića. Ultrazvučna masaža potiče oslobađanje biološki aktivnih supstanci, eliminira grčeve mišića, zbog čega se izglađuju bore, zatežu tkiva lica i tijela. Uz pomoć ultrazvuka najdublje se uvode kozmetika i lijekovi, uklanjaju se i toksini i čiste ćelije.
4.4 Rezanje metala ultrazvukom
Na konvencionalnim mašinama za rezanje metala nemoguće je izbušiti usku rupu složenog oblika, na primjer, u obliku petokrake zvijezde, u metalnom dijelu. Uz pomoć ultrazvuka to je moguće, magnetostriktivni vibrator može izbušiti rupu bilo kojeg oblika. Ultrazvučno dlijeto u potpunosti zamjenjuje glodalicu. Štoviše, takvo dlijeto je mnogo jednostavnije od glodalice i može obrađivati metalne dijelove jeftinije i brže nego s glodalicom.
Ultrazvuk se čak može koristiti za pravljenje šrafova u metalnim dijelovima, staklu, rubinu i dijamantu. 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. Pečat se obično stvrdne nakon što je pažljivo završen. Na ultrazvučnoj mašini najsloženija obrada se izvodi abrazivom (šmirgl, korundni prah) u polju ultrazvučnog talasa. Neprekidno oscilirajući u ultrazvučnom polju, čestice čvrstog praha seku se u leguru koja se obrađuje i izrezuje rupu istog oblika kao i dleto.
4.5 Priprema smjese ultrazvukom
Ultrazvuk se široko koristi za pripremu homogenih smjesa (homogenizacija). Davne 1927. godine američki naučnici Leamus i Wood otkrili su da ako se dvije tekućine koje se ne miješaju (na primjer, ulje i voda) sipaju u jednu čašu i ozrači ih ultrazvukom, u čaši nastaje emulzija, odnosno fina suspenzija ulja u vode. Takve emulzije igraju važnu ulogu u modernoj industriji, kao što su lakovi, boje, farmaceutski proizvodi i kozmetika.
4.6 Primjena ultrazvuka u biologiji
Sposobnost ultrazvuka da pukne ćelijske membrane našla je primjenu u biološkim istraživanjima, na primjer, kada je potrebno odvojiti ćeliju od enzima. Ultrazvuk se također koristi za ometanje unutarćelijskih struktura kao što su mitohondrije i hloroplasti kako bi se proučavao odnos između njihove strukture i funkcije. Druga upotreba ultrazvuka u biologiji odnosi se na njegovu sposobnost da izazove mutacije. Istraživanje provedeno u Oksfordu pokazalo je da čak i ultrazvuk niskog intenziteta može oštetiti molekulu DNK. 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.
4.7 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 tokove i zvučni pritisak. Kavitacija igra glavnu ulogu. Njegovi mjehurići, koji nastaju i kolabiraju u blizini zagađivača, uništavaju ih. Ovaj efekat je poznat kao erozija kavitacije. Ultrazvuk koji se koristi u ove svrhe ima nisku frekvenciju i veliku 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 ispere čak i korjenasto povrće (krompir, šargarepa, cvekla, itd.) Od čestica tla.
U svakodnevnom životu za pranje tekstila koriste se posebni uređaji koji emituju ultrazvuk, smješteni u posebnu posudu.
4.8 Primjena ultrazvuka u eholokaciji
Ribarska industrija koristi ultrazvučnu eholokaciju za otkrivanje jata ribe. Ultrazvučni talasi se reflektuju od jata riba i stižu do ultrazvučnog prijemnika ranije od ultrazvučnog talasa koji se reflektuje od dna.
Ultrazvučni parking senzori se koriste u automobilima.
Primjena ultrazvuka u mjerenju protoka
Od 1960-ih, ultrazvučni mjerači protoka se koriste u industriji za kontrolu protoka i mjerenje vode i rashladne tekućine.
4.9 Primjena 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 se razvija pravac ultrazvučne mikroskopije, koji omogućava proučavanje podzemnog sloja materijala sa dobrom rezolucijom.
4.10 Ultrazvučno zavarivanje
Ultrazvučno zavarivanje Zavarivanje pod pritiskom vrši se pod uticajem ultrazvučnih vibracija. Ova vrsta zavarivanja koristi se za spajanje dijelova čije je zagrijavanje otežano, kod spajanja različitih metala, metala sa jakim oksidnim filmovima (aluminij, nehrđajući čelik, permalloy magnetna kola, itd.), u proizvodnji integriranih kola.
Reference
Internet:
1)http://ru.m.wikipedia.org/wiki/%C7%E2%F3%EA
2)http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/466/ZVUK
4)http://www.audacity.ru/p8aa1.html
Dodatak 1
Utjecaj zvuka na pijesak
Dodatak 2
Vrsta talasa u zavisnosti od zapremine
Kao i ostali radovi koji bi vas mogli zanimati |
|||
| 32930. | Glavna specifičnost filozofskog znanja | 12,54 KB | |
| Osnovna specifičnost filozofskog znanja leži u njegovoj dvojnosti jer ono: ima mnogo zajedničkog sa naučnim saznanjima o predmetu, metodama, logičkom i pojmovnom aparatu; međutim, to nije naučno znanje u svom čistom obliku. Predmet filozofije je širi nego što je predmet proučavanja bilo koje pojedinačne nauke, ali ne obuhvata sve nauke; je izuzetno opšte teorijske prirode; sadrži osnovne fundamentalne ideje i koncepte koji su u osnovi drugih... | |||
