Инфра и ультразвуки

Пашикова Т.Д.

Преподователь кафедры общей физики

Туркменский государственный университет им. Махтумкули

(г. Ашхабад, Туркменистан)

Инфра и ультразвуки

Высота звука определяется частотой источника звуковых колебаний. Однако сигнал одной и той же частоты может восприниматься наблюдателем (приемником) по- разному в зависимости от того, движутся источник сигнала и наблюдатель относительно друг друга или нет. Высота звука сирены приближающегося автомобиля кажется наблюдателю большей, чем у удаляющегося от него. Впервые подобный эффект был предсказан в 1842г. австрийским физикомИоганном Доплером.

Эффект Доплера – зависимость воспринимаемой частоты волн от скорости движения источника и приемника по отношению к среде, в которой распространяются эти волны.

Число Маха представляет собой отношение скорости движения тела к скорости распространения звука в данной среде-названо по имени австрийского ученого Эрнста Маха. Число Маха , где - скорость тела, -скорость звука. Число Маха определяет, превышает ли скорость тела скорость звука или нет. Если тело движется со скоростью звука, это означает движение тела со скоростью в один мах. В этом случае волновые поверхности звуковой волны располагаются в одной точке. Для авиации это различие выражается в том, что при сверхзвуковых режимах возникают ударные волны, приводящие к росту сопротивления тел при движении (рис.36.1).

Инфразвуковые волны слабо поглощаются веществом и поэтому в воздухе, воде и земной коре могут распространяться на очень далекие расстояния. Инфразвуковые колебания опасны для организма, так как они иногда вызывают резонанс внутренних органов. Человек не слышит этих колебаний ухом, но воспринимает их как неприятные ощущения.

Инфразвуковые колебания вызываются, например, землетрясениями или вибрацией тяжелых механизмов. Самым опасным для человека считается инфразвук с частотой 8-9 Гц. Мощные инфразвуковые колебания, так называемый «голос моря», часто распространяются в пространстве во время сильных штормов.

Инфразвуки могут излучать и воспринимать многие животные: пауки, скорпионы, слоны, носороги, бегемоты, киты и другие. При частоте инфразвука 7-13 Гц (частота землетрясения, штормов, цунами, ураганов, тайфунов и мощных извержений вулканов) животные стараются покинуть очаг стихийного бедствия.

Человеческое ухо не воспринимает ультразвука. Однако многие животные могут воспринимать этот звук. Дельфины слышат ультразвуки частотой до 30 кГц, летучие мыши-до 100 кГц. Благодаря тому, что ультразвуковая волна имеет малую длину волны, можно получать узкие пучки ультразвуковых лучей хорошо отражающихся даже от небольших объектов и обладающих значительной интенсивностью. На этих особенностях ультразвука основаны многие его технические применения.

С помощью ультразвука можно выявлять внутренние дефекты в изделиях из металла и других материалов, которые не просвечиваются рентгеновским излучением Этот метод называется ультразвуковой дефектоскопией. Другое важное применение ультразвука - ультразвуковая гидролокация. Можно обнаружить подводные лодки, айсберги, косяки рыб и т.п. и определять их местоположение. Можно также измерять глубину водоема, и исследовать рельеф его дна. Прибор, предназначенный для этой цели, называется ультразвуковым эхолотом. В природе ультразвуковой локацией пользуются летучие мыши.

Обладая большой интенсивностью, звуковая волна создает на своем пути значительные пульсации давления. Поэтому ультразвук может оказывать сильное воздействие (механическое, биологическое, химическое) на среду, через которую он проходит.

В этой связи ультразвук используется для очистки от накипи котлов паросиловых установок, измельчения взвешенных в жидкости частиц, поражения бактерий, активизации химических реакций, ускорения процессов старения виноградных вин и т.п. Облучение ультразвуком молока, убивая молочнокислых бактерий, задерживает процесс свертывания молока на несколько суток.

Благодаря хорошему распространению ультразвука в мягких тканях человека его широко применяют для обследования внутренних органов. Процедура УЗИ особенно широко применяется при обследовании и наблюдении за еще не родившимся малышом и его мамой. Ультразвук применяется в медицине в качестве инструмента лечения. Он обладает массажным, согревающим, противовоспалительным, рассасывающим и болеутоляющим эффектами.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/559625-infra-i-ultrazvuki