УЛТРАЗВУК
Произход, свойства и използване на ултразвук
Според общия обичай звукът се нарича само такава вълна от материалната среда, в която можем да се убедим, като чуем, така че вълната в честотния диапазон 16 - 20 000 Hz. С оглед на това обстоятелство (и по аналогия наречени вълни в оптиката), вълните на всяка материална среда имат честота по-малка от 16 Hz. Нарича се инфразвук и вълни с честота по-голяма от около 20 000 Hz. ултразвук. Практически интересно явление са главно ултразвуковите (свръхзвукови) вълни.
Ултразвук
Ултразвукът се различава от обикновения звук само с високата си честота. Неговата относително висока стойност е причината, поради която специални устройства и оборудване обикновено се използват като ултразвукови източници. От чисто механичните източници на ултразвук това са главно: специално проектирана метална затворена свирка с много малки размери, т.нар. Свиренето на Галтън и подобен на принципа акустичен генератор на Хартман, при който поток въздух, излизащ от конична тръба, попада върху цилиндричен резонатор. Използвайки Hartman генератор, е възможно да се получи ултразвук с честота 130 kHz. И когато се използва водород до 500 kHz. При ултразвукови експерименти и практическото му използване ултразвуковите източници най-често са пиезоелектрични или магнитострикционни ултразвукови генератори, които са много по-контролируеми от механичните генератори.
Тъй като ултразвуковите вълни са много къси, ултразвукът се разпространява през околната среда почти по права линия и при отражение от препятствия се прилага законът на отражението. Другата му важна характеристика е, че за разлика от обикновените звукови вълни, ултразвукът се абсорбира значително във въздуха и други газове, толкова повече дължината на вълната му е по-малка. За разлика от това, в течности, например вода, ултразвуковите вълни могат да се разпространяват на много големи разстояния. Това свойство на ултразвука се изразява добре от дълбочините х на въздушния и водния слой, необходими за намаляване наполовина на интензивността на ултразвука, дадено в таблицата.
Околна среда V = 101005001000 Hz
AirX = 220 mm220 cm4,8 cm2,2 cm
WaterX = 400 км 4 км 100 м 40 м
Слоеве, които намаляват наполовина интензивността на ултразвука.
ДЕФЕКТОСКОПИЯ
Ултразвукът се използва в практическия живот заради важните му свойства по различни начини. Ниската му водопропускливост дава възможност да се измерват например дълбочините на моретата, т.нар ултразвуков метод.
Източник на ултразвук, монтиран на кораба под водната повърхност, излъчва много кратки ултразвукови импулси, които се връщат след отражение от морското дъно и въздействат върху ултразвуковия приемник. Ако времето е преминало между предаването и улавянето на ехото на ултразвуковия сигнал и скоростта на звука във водата е делта v, тогава дълбочината на морето се определя по формулата
Ултразвуковото отражение на интерфейса на две материални среди се използва и за търсене на дефекти в металните изделия (така нареченото ултразвуково откриване на дефекти)
Бързите промени в налягането в течностите, през които се разпространява ултразвукът, карат частиците, които се носят в тях, да трептят. Ултразвукът може да бъде подкрепен по този начин чрез хомогенизиране на хетерогенни системи, т.е. Създайте много фино диспергирани (дисперсни) системи, като суспензия, емулсия, пяна, колоидни разтвори. Ултразвукът действа и върху по-големи молекули и насърчава тяхната химическа реакция. Използването на този ефект се занимава от областта на химията, която се нарича фонохимия.