Ультразвук и его источники


Ультразвук и его источники.

 

 

Ультразвук – это звуковые волны, имеющие частоту выше воспринимаемых человеческим ухом. Обычно, под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 герц.

 

Ультразвук

Источники и излучатели ультразвука

 




Ультразвук:

Ультразвук – это звуковые волны, имеющие частоту выше воспринимаемых человеческим ухом. Обычно, под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 герц.

Ультразвук ничем не отличается от «нормального» (слышимого) звука по своим физическим свойствам, за исключением того, что человек его не слышит. Этот предел варьируется от человека к человеку и составляет примерно 20 кГц (20 000 герц) у здоровых взрослых молодых людей.

Ультразвуковые устройства работают на частотах от 20 кГц до нескольких гигагерц. В воздухе при атмосферном давлении ультразвуковые волны имеют длину волны 1,9 см и менее.

Область ультразвуковых частот подразделяют на три области:

– низкие ультразвуковые частоты (2,0·104 – 105 Гц);

– средние ультразвуковые частоты (105 – 107 Гц);

– высокие ультразвуковые частоты (107 – 109 Гц).

Звуковые волны с частотами 109 – 1013 Гц принято называть гиперзвуком.

Ультразвуковые волны распространяются в газах, жидкостях и твердых телах. Причем если в газах и жидкостях распространяются только продольные ультразвуковые волны, то в твердых телах – продольные и сдвиговые.

Распространение ультразвука подчиняется основным законам, общими для акустических волн любого диапазона частот. К основным законам распространения относятся законы отражения звука и преломления звука на границах различных сред, дифракции звука и рассеяния звука при наличии препятствий и неоднородностей в среде и неровностей на границах, законы волноводного распространения в ограниченных участках среды.

В жидкостях при достижении некоторого порогового значения интенсивности ультразвуковой волны возникает кавитация. Кавитация – это процесс образования и последующего схлопывания пузырьков в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образованием в жидкости полостей (кавитационных пузырьков или пустот), которые могут содержать разреженный пар и газы, а также возникновением вспышек света (сонолюминесценция), тепловыделением и прочими физическими эффектами. При схлопывании пузырьков газа в жидкости во время кавитации создается чрезвычайное высокое давление и температура.

Ультразвук используется в различных областях.

 


Источники и излучатели ультразвука:

В природе ультразвук встречается как в качестве компонентов многих естественных шумов (в шуме ветра, водопада, дождя, в шуме гальки, перекатываемой морским прибоем, в звуках, сопровождающих грозовые разряды, и т. д.), так и среди звуков животного мира. Некоторые животные пользуются ультразвуковыми волнами для обнаружения препятствий, ориентировки в пространстве и общения (киты, дельфины, летучие мыши, грызуны, долгопяты).

Искусственно ультразвук создается с помощью пьезокерамических, магнитострикционных или  электрострикционных преобразователей либо механическим путём.

Излучатели ультразвука можно подразделить на две большие группы. К первой относятся излучатели-генераторы – устройства, которые возбуждают ультразвуковые колебания благодаря наличию препятствий на пути постоянного потока – струи газа или жидкости. К первой группе относятся механические преобразователи (свистки, сирены и пр.).

Вторая группа излучателей – электроакустические преобразователи, которые преобразуют уже заданные колебания электрического напряжения или тока в механическое колебание твёрдого тела, которое и излучает в окружающую среду акустические волны. Работа электроакустических преобразователей основана на пьезоэлектрическом, магнитострикционном или электрострикционном эффектах.

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 



Еще технологии...











карта сайта