ultrason üretimi

& quot;süper" ultrasonun karakteri, frekans bandının alt sınırının insan işitmesini aşmasından gelir, ancak dalga boyu açısından analiz ederseniz, ultrasonun dalga boyu aslında daha kısadır. Bilim adamları, bir dalganın iki bitişik tepesi veya çukuru arasındaki mesafeyi dalga boyu olarak adlandırır. İnsan kulağımızın duyabileceği mekanik dalgaların dalga boyu 2cm~20m (2cm~20m) dir. Bu nedenle dalga boyu 2 cm'den kısa olan mekanik dalgalara&"ultrason" diyoruz.&alıntı; Ancak pratik uygulamalarda dalga boyu 3.4cm'nin altında (10000hz'nin üzerinde) olan mekanik dalgalar ultrasonik araştırma olarak kabul edilebilir. Genellikle tıbbi teşhis için kullanılan ultrason dalga boyu 10μm~350μm'dir.

Ultrason bir tür mekanik dalgadır. Yayılması için ortama güvenmelidir ve boşlukta (uzay gibi) var olamaz. Bu nedenle, ultrasonu vakumda kullanamayız, ancak elektromanyetik dalga ile ilgili ekipmanı (radyo dalgaları, mikrodalgalar ve kızılötesi ışınlar dahil) kullanmaya devam edebiliriz. , Görünür ışık, ultraviyole ışınları, X-ışınları, gama ışınları vb.), elektromanyetik dalga teknolojisini kullanarak.

Havada ultrasonik dalgalar, dalga boyu 2 cm'den küçük olan mekanik dalgaları ifade eder (örneğin, 1,7 cm, 2 cm dalga boyu 17000 Hz'ye karşılık gelir, 1,7 cm dalga boyu 20000 Hz'ye karşılık gelir, aslında sabit bir standart yoktur, sadece hatırlanması kolay bir değerdir) ve dalga boyu çok kısadır. İnsan işitmesinin genel alt sınırından (2cm) daha düşük, insanlar bu işitilemez mekanik dalga ultrasonu olarak adlandırırlar ve kızılötesi dalgaların dalga boyu genellikle 20 metreden daha uzundur (örneğin, 17 metre, 20m dalga boyu 17Hz'e karşılık gelir, 17m dalga boyu ise buna karşılık gelir) 20Hz), işitme dalga boyunun üst sınırından daha yüksek. Pratik uygulamalarda, ultrasonik dalgalar genellikle kısa dalgalı işitilebilir ses dalgalarının aralığıyla örtüşür ve dalga boyu 3.4 cm'den (10000 hz) daha kısa olan mekanik dalgalar ultrasonik araştırma olarak kabul edilebilir.

Dalga boyu sıradan ses dalgalarından çok daha kısadır, bu nedenle kesme, kaynaklama, delme vb. için kullanılabilir. Kısa dalga boyundan dolayı birçok özelliği vardır: ilk olarak, kısa dalga boyunun neden olduğu yayılma anizotropisi ve ayrıca kısa dalga boyu ve zayıf kırınım yeteneği. İyi anizotropiye sahip olmasına rağmen havada büyük bir kaybı vardır ve iletilemez. Uzak, zayıf penetrasyon, saçılması kolay. Ultrason, endüstride ve tıpta ultrasonik algılama için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ultrason, infrasound ve duyulabilir ses temelde aynıdır. Ortak noktaları, genellikle elastik ortamda boyuna dalgalar şeklinde yayılan mekanik bir dalgadır. Bu bir enerji yayılım şeklidir. Aradaki fark ultrasonik dalgalardır. Uzun ve kısa, belirli bir mesafe içinde düz bir çizgi boyunca çok az kırınımla hareket edebilir ve iyi bir anizotropiye sahiptir. Bununla birlikte, duyulabilir ses ve kızılötesi ile karşılaştırıldığında, nüfuz etme gücü zayıftır ve saçılması kolaydır.

Ortamdaki ultrasonik dalgaların yansıma, kırılma, kırınım ve saçılmasının yayılma yasaları, ses ötesi ve işitilebilir ses dalgalarının yasalarından esasen farklı değildir. Ancak ultrasonun dalga boyu çok kısadır, sadece birkaç santimetre, hatta bir milimetrenin birkaç binde biri kadardır. Diğer dalgalarla karşılaştırıldığında, ultrasonik dalgaların birçok özelliği vardır: yayılma özellikleri—ultrasonik dalgaların dalga boyu çok kısadır ve sıradan engellerin boyutu ultrasonik dalgaların dalga boyundan birçok kez daha büyüktür. Bu nedenle, ultrasonik dalgalar zayıf penetrasyona, zayıf kırınım yeteneklerine ve kolay saçılıma sahiptir. . Homojen bir ortamda düz bir çizgide yayılabilir ancak kırılması zordur. Ultrasonik dalganın dalga boyu ne kadar kısa olursa, karakteristik o kadar belirgin olur. Ayrıca Rayleigh saçılma yasasına göre saçılan dalganın yoğunluğu dalga boyunun dördüncü kuvvetiyle ters orantılıdır ve ultrasonik dalganın dalga boyu son derece kısadır. , Yani saçılma çok ciddi ve nüfuz gücü iyi değil. Kavitasyon ─ ─ Ultrasonik dalga ortamda yayıldığında, pozitif ve negatif alternatif bir periyot vardır. Pozitif fazda, ultrasonik dalga ortamın orijinal yoğunluğunu değiştirmek ve arttırmak için ortam moleküllerini sıkıştırır; negatif basınç fazında Ortam molekülleri seyrek ve daha fazla dağıldığında, ortamın yoğunluğu azalır. Sıvı ortama yeterince güçlü bir ultrasonik dalga uygulandığında, ortam molekülleri arasındaki ortalama mesafe, sıvı ortamı sabit tutan kritik moleküler mesafeyi aşacaktır. Kırılma meydana gelir ve mikro kabarcıklar oluşur. Bu küçük boşluklar hızla genişler ve kapanır, sıvı partiküller arasında şiddetli çarpışmalara neden olarak binlerce ila on binlerce atmosfer basıncına neden olur. Parçacıklar arasındaki bu şiddetli etkileşim, iyi bir karıştırma etkisine sahiptir, böylece iki karışmaz sıvı (su ve yağ gibi) emülsifiye olur ve çözünen maddenin çözünmesini hızlandırır. Ultrasonik dalgaların sıvı içindeki etkisinin neden olduğu çeşitli etkilere ultrasonik kavitasyon denir.