Контрольна робота - інфразвук та ультразвук - файл n1.doc

Контрольна робота - інфразвук та ультразвук
скачать (85.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc86kb.29.05.2012 21:54скачать

n1.doc

  1   2   3
Вступ

Зараз акустика, як область фізики розглядає більш широкий спектр пружних коливань - від найнижчих до гранично високих, аж до 1012 - 1013 Гц. Не чутні людиною звукові хвилі з частотами нижче 16 Гц називають інфразвуком, звукові хвилі з частотами від 20 000 Гц до 109Гц - ультразвуком, а коливання з частотами вище ніж 109Гц називають Гіперзвук.

Цим нечутним звукам знайшли багато застосувань.

Ультразвук та інфразвук мають дуже важливу роль і в живому світі. Так, наприклад, риби та інші морські тварини чутливо вловлюють інфразвукові хвилі, створювані штормовими хвилюваннями. Таким чином, вони заздалегідь відчувають наближення шторму або циклону, і спливають в більш безпечне місце. Інфразвук - це складова звуків ліси, моря, атмосфери.

Ультразвуки можуть видавати і сприймати такі тварини, як собаки, кішки, дельфіни, мурашки, летючі миші та ін. Летючі миші під час польоту видають короткі звуки високого тону. У своєму польоті, вони керуються відбитками цих звуків від предметів, що зустрічаються на шляху; вони можуть навіть ловити комах, керуючись тільки відлунням від своєї дрібної здобичі. Кішки і собаки можуть чути дуже високі звуки свистячі (ультразвуки).

Проведені спостереження показали, що мурахи так само видають ультразвукові сигнали з різними частотами у різних ситуаціях. Всі записані ці мурашині звукові сигнали можна розділити на три групи: "сигнал лиха", "сигнал агресії" (під час боротьби) і "харчові сигнали". Ці сигнали являють собою короткочасні імпульси, тривалістю від 10 до 100 мікросекунд. Мурахи видають звуки в порівняно широкому діапазоні частот - від 0,3 до 5 кілогерц.

Наприкінці 60-х років французький дослідник Гавро виявив, що інфразвук певних частот може викликати в людини тривожність і занепокоєння. Інфразвук з частотою 7 Гц смертельний для людини.

Дія інфразвуку може викликати головні болі, зниження уваги і працездатності і навіть іноді порушення функції вестибулярного апарату.

Вперше ідея практичного використання ультразвуку виникла, як відомо, в першій половині минулого століття у зв'язку з розробкою методів і приладів для виявлення в глибині моря різних об'єктів: підводних човнів, рифів, підводних частин айсбергів і т.д. Це було викликано перш за все загибеллю в 1912 р. "Титаніка" і почали участю підводних човнів у військових операціях під час першої світової війни.

Ультразвук

Ультразвук — це механічні пружні коливання і хвилі, які відрізняються від звуку вищою частотою коливань (понад 20 кГц) і не сприймаються вухом людини. Ультразвукові коливання, як і звукові, поширюються у вигляді змінних стиснень і розріджень і характеризуються довжиною хвилі, частотою і швидкістю поширення. Частотна характеристика і довжина хвилі визначають особливості поширення коливань у навколишньому середовищі (повітряному, рідинному і твердому) — від 1,12-Ю4 до 1,0-109 Гц. Що вища частота ультразвукових коливань, то більше вони поглинаються середовищем і менше заглиблюються у тканини людини. Поглинання ультразвуку супроводжується нагріванням середовища. Швидкість поширення ультразвуку залежить від властивостей середовища — його щільності, пружності, в'язкості та температури. Так, у воді, особливо при підвищенні її температури, ультразвукові коливання поширюються швидше, ніж у повітрі. При поширенні ультразвукових коливань у повітрі їх, як і звуки, характеризують в одиницях звукового тиску — децибелах.

Ультразвуковий діапазон частот поділяють на низькочастотні коливання (1,12 • 104 — 1,0 • 105 Гц), які поширюються через повітря і контактно, і високочастотні (1,0 • 105—1,0- 109 Гц), які поширюються тільки контактно.

Ультразвук застосовують у різних галузях народного господарства — металургії, машино- і приладобудуванні, радіотехнічній, хімічній і легкій промисловості, медицині тощо. Внаслідок поширення застосування ультразвуку збільшується кількість працюючих, які перебувають під його впливом.

Для технічних і медичних цілей ультразвук одержують за допомогою спеціальних пристроїв, де використовують п'єзоелектричний, магнітострикційний, електродинамічний, аеро- і гідродинамічний ефекти. Основними елементами ультразвукового устаткування є генератор і джерело ультразвукових коливань — акустичний перетворювач, вмонтований у ванну, верстат, машину тощо. Ультразвукові коливання до 120-130 дБ можуть виникати як супутні фактори при експлуатації технологічного і вентиляційного устаткування. Режим генерації ультразвуку може бути безперервним та імпульсним.

При поширенні в середовищах ультразвук зумовлює механічний, термічний і фізико-хімічні ефекти. Так, при поширенні ультразвуку в повітрі виникає термічний ефект, що зумовлюється механічною дією ультразвуку (хвильовий рух газоподібних, рідких і твердих частинок приводить до перетворення механічної енергії на теплову). Механічний ефект супроводжується зміною акустичного тиску під час стиснення і розрідження середовища силами, які розвиваються внаслідок великих прискорень частинок. Цими властивостями визначається диспергуюча дія ультразвуку. Фізико-хімічні ефекти пов'язані з кавітацією, виникненням зон стиснень і розриву внаслідок руху пружних хвиль, які викликають утворення бульбашок, заповнених парами рідини і розчиненим у ній газом. Під час проходження хвиль бульбашки зникають, підвищуються температура і тиск у рідині, виникають місцеві ударні явища, іонізація, утворюються гідроксильні радикали, атомарний кисень.

Механічний, термічний і фізико-хімічні ефекти, властиві для ультразвукових коливань, широко використовують у різних галузях народного господарства для адекватного впливу на речовини і технологічні процеси, структурного аналізу і контролю фізико-механічних властивостей речовин і матеріалів, у дефектоскопії і медицині для діагностики й лікування при багатьох захворюваннях. Завдяки високій біологічній активності в медицині найчастіше застосовують високочастотні ультразвукові коливання.

У промисловості й техніці широко застосовують низькочастотний ультразвук (18-44 кГц) великої інтенсивності (0,5-20 Вт/см2 і більше) для активного впливу на речовини і прискорення технологічних процесів, для очищення і знежирювання деталей, емульгації, подрібнення твердих речовин у рідинах, механічної обробки твердих матеріалів (різання), зварювання металів і пластмас, паяння, прискорення хімічних реакцій тощо. У медицині ультразвук застосовують для розтину і з'єднання біологічних тканин, стерилізації інструментів, рук.
  1   2   3


Вступ
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации