Ultrasonik kavitatsiya va uning qo'llanilishi

Ultrasonik to'lqinlarning kirib borish chuqurligi

Ultratovushning kirib borish chuqurligi ostida intensivlik ikki baravar kamaygan chuqurlikni tushuning. Bu qiymat so'rilish bilan teskari proportsionaldir: ultratovushni qanchalik kuchliroq o'zlashtirsa, ultratovush intensivligi yarmiga kamayadigan masofa shunchalik kichik bo'ladi.

Ultrasonik to'lqinlarning tarqalishi

Agar muhitda bir hil bo'lmaganlar mavjud bo'lsa, u holda sezilarli darajada o'zgarishi mumkin bo'lgan tovush tarqalishi paydo bo'ladi oddiy rasm ultratovushning tarqalishi va oxir-oqibat, shuningdek, to'lqinning tarqalishning asl yo'nalishi bo'yicha zaiflashishiga olib keladi.

Ultrasonik to'lqinlarning sinishi

Inson yumshoq to'qimalarining akustik qarshiligi suv qarshiligidan unchalik farq qilmaganligi sababli, ultratovush to'lqinlarining sinishi muhitlar (epidermis - dermis - fastsiya - mushak) orasidagi interfeysda kuzatiladi deb taxmin qilish mumkin.

Ultrasonik to'lqinlarning aks etishi

Ultratovush diagnostikasi aks ettirish fenomeniga asoslanadi. Ko'zgu teri va yog'ning, yog' va mushaklarning, mushaklar va suyaklarning chegara hududlarida sodir bo'ladi. Agar ultratovush tarqalish paytida to'siqqa duch kelsa, u holda aks ettirish sodir bo'ladi, agar to'siq kichik bo'lsa, ultratovush uning atrofida oqadi. Tananing heterojenligi sezilarli og'ishlarga olib kelmaydi, chunki to'lqin uzunligi (2 mm) bilan solishtirganda, ularning o'lchamlarini (0,1-0,2 mm) e'tiborsiz qoldirish mumkin. Agar ultratovush yo'lida to'lqin uzunligidan kattaroq organlarga duch kelsa, ultratovushning sinishi va aks etishi sodir bo'ladi. Eng kuchli aks etish suyak chegaralarida - atrofdagi to'qimalar va to'qimalarda - havoda kuzatiladi. Havo past zichlikka ega va ultratovushning deyarli to'liq aks etishi kuzatiladi. Ultrasonik to'lqinlarning aks etishi mushak - periosteum - suyak chegarasida, ichi bo'sh organlar yuzasida kuzatiladi.

Sayohat va tik turgan ultratovush to'lqinlari

Agar ultratovush to'lqinlarining muhitda tarqalishi paytida ular aks etmasa, harakatlanuvchi to'lqinlar hosil bo'ladi. Energiya yo'qotishlari natijasida muhit zarrachalarining tebranish harakatlari asta-sekin parchalanadi va zarralar nurlanish sirtidan qanchalik uzoqda joylashgan bo'lsa, ularning tebranishlari amplitudasi shunchalik kichik bo'ladi. Biroq, ultratovush to'lqinlarining tarqalish yo'lida turli xil o'ziga xos akustik qarshilikka ega bo'lgan to'qimalar mavjud bo'lsa, u yoki bu darajada ultratovush to'lqinlari chegara qismidan aks etadi. Hodisa va aks ettirilgan ultratovush to'lqinlarining superpozitsiyasi doimiy to'lqinlarga olib kelishi mumkin. Turg'un to'lqinlar paydo bo'lishi uchun emitent yuzasidan aks ettiruvchi sirtgacha bo'lgan masofa to'lqin uzunligining yarmiga karrali bo'lishi kerak.
Ultratovush elastik to'lqinlar deb ataladi (elastik kuchlar ta'sirida suyuq, qattiq va gazsimon muhitda tarqaladigan to'lqinlar), ularning chastotasi odamlar uchun eshitiladigan diapazondan tashqarida - taxminan 20 kHz va undan yuqori.
Ultrasonik to'lqinlarning foydali xususiyatlari
Va jismonan ultratovush eshitiladigan tovush bilan bir xil xususiyatga ega bo'lsa-da, faqat shartli ravishda (yuqori chastotada) farqlanadi, lekin ultratovushning bir qator foydali sohalarda qo'llanilishi yuqori chastota tufaylidir. Shunday qilib, qattiq, suyuq yoki ultratovush tezligini o'lchashda gazsimon modda, tez jarayonlarni kuzatishda, solishtirma issiqlik sig'imini (gaz) aniqlashda, qattiq jismlarning elastik konstantalarini o'lchashda juda kichik xatolarga yo'l qo'ying.
Kichik amplitudalarda yuqori chastota energiya oqimining zichligiga erishishga imkon beradi, chunki elastik to'lqinning energiyasi uning chastotasining kvadratiga proportsionaldir. Bundan tashqari, ultratovush to'lqinlari ishlatiladi to'g'ri yo'l bir qator juda maxsus akustik effektlar va hodisalarni olish imkonini beradi.
Shulardan biri g'ayrioddiy hodisalar- kuchli ultratovush to'lqini suyuqlikka yo'naltirilganda paydo bo'ladigan akustik kavitatsiya. Suyuqlikda, ultratovush ta'sirida bug 'yoki gazning mayda pufakchalari (submikroskopik o'lcham) to'lqin chastotasi bilan pulsatsiyalanib, bosimning musbat fazasida yiqilib, diametri millimetr fraktsiyalarigacha o'sishni boshlaydi.
Yiqilgan qabariq minglab atmosferalarda o'lchanadigan mahalliy yuqori bosimli impuls hosil qiladi va zarba sharsimon to'lqinlar manbaiga aylanadi. Bunday pulsatsiyalanuvchi pufakchalar yonida hosil bo'lgan akustik mikrooqimlar mavjud foydali dastur emulsiyalar, tozalash qismlari va boshqalarni olish uchun.
Ultratovushni fokuslash orqali ovozli tasvirlar akustik golografiyada va tovushli ko'rish tizimlarida olinadi, ovoz energiyasi berilgan va boshqariladigan yo'nalish xususiyatlariga ega yo'nalishli nurlanishni shakllantirish uchun jamlanadi.
Ultrasonik to'lqinni yorug'lik uchun diffraktsiya panjarasi sifatida ishlatib, yorug'likning sinishi ko'rsatkichlarini turli maqsadlarda o'zgartirish mumkin, chunki ultratovush to'lqinidagi zichlik elastik to'lqindagi kabi, printsipial ravishda davriy ravishda o'zgarib turadi.

Nihoyat, ultratovushning tarqalish tezligi bilan bog'liq xususiyatlar. Noorganik muhitda ultratovush muhitning elastikligi va zichligiga bog'liq bo'lgan tezlikda tarqaladi.
Organik muhitga kelsak, bu erda chegaralar va ularning tabiati tezlikka ta'sir qiladi, ya'ni faza tezligi chastotaga (dispersiyaga) bog'liq. Ultratovush to'lqin jabhasini manbadan olib tashlash bilan susayadi - oldingi ajraladi, ultratovush tarqaladi, so'riladi.
Muhitning ichki ishqalanishi (kesish yopishqoqligi) ultratovushning klassik yutilishiga olib keladi, bundan tashqari, ultratovush uchun relaksatsiya yutilishi klassikdan oshadi. Gazda ultratovush kuchliroq, qattiq va suyuqliklarda - ancha zaiflashadi. Masalan, suvda u havoga qaraganda 1000 marta sekin parchalanadi. Shunday qilib, ultratovushni qo'llashning sanoat sohalari deyarli butunlay qattiq va suyuq jismlar bilan bog'liq.
Exolocation va sonarda ultratovush (oziq-ovqat, mudofaa, kon)