Ультразвук – получение, свойства, применение

Август 11, 2022

Главная
Физика
Ультразвук – получение, свойства, применение

Содержание

2. ПОНЯТИЕ УЛЬТРАЗВУКА Ультразвук - механические колебания, находящиеся выше области частот, слышимых человеческим ухом (обычно 20 кГц).
3. УЛЬТРАЗВУК В ПРИРОДЕ В природе УЗ встречается как в качестве компонентов многих естественных шумов (в шуме
4. ПОЛУЧЕНИЕ Высокочастотные колебания обычно создают с помощью пьезокерамических излучателей, например, из титанита бария. В тех случаях,
5. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ Пьезоэлектрические преобразователи преобразуют электрическую энергию в энергию ультразвука. Действие их основано на обратном пьезоэлектрическом
6. МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ Эти устройства преобразуют энергию магнитного поля в механическую (звуковую или ультразвуковую) энергию. Их действие
7. УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ СВОЙСТВА Ультразвуковые волны (неслышимый звук) по своей природе не отличаются от волн слышимого диапазона и
8. ПОГЛОЩЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН Если среда, в которой происходит распространение ультразвука, обладает вязкостью и теплопроводностью или в
9. ПРОЧИЕ СВОЙСТВА Глубина проникновения представляет собой глубину, при которой интенсивность уменьшается наполовину. Эта величина обратно пропорциональна
10. ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ Свойства ультразвука, наблюдаемые явления и определили основные направления применения ультразвука. Диагностическое применение ультразвука
11. ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ Терапевтическое применение ультразвука в медицине. Помимо широкого использования в диагностических целях, ультразвук применяется
12. ПРИМЕНЕНИЕ В ГИДРОЛОКАЦИИ Гидролокация — это определение положения и параметров движения подводных объектов с помощью акустических
13. ПРИМЕНЕНИЕ НА ПРОИЗВОДСТВЕ. На обычных металлорежущих станках нельзя просверлить в металлической детали узкое отверстие сложной формы,
15. Скачать презентацию

Слайд 2

ПОНЯТИЕ УЛЬТРАЗВУКА
Ультразвук - механические колебания, находящиеся выше области частот, слышимых человеческим ухом

(обычно 20 кГц). Ультразвуковые колебания перемещаются в форме волны, подобно распространению света. Однако в отличие от световых волн, которые могут распространяться в вакууме, ультразвук требует упругую среду такую как газ, жидкость или твердое тело.

Слайд 3

УЛЬТРАЗВУК В ПРИРОДЕ
В природе УЗ встречается как в качестве компонентов многих

естественных шумов (в шуме ветра, водопада, дождя, в шуме гальки, перекатываемой морским прибоем, в звуках, сопровождающих грозовые разряды, и т. д.), так и среди звуков животного мира. Некоторые животные пользуются ультразвуковыми волнами для обнаружения препятствий, ориентировки в пространстве и общения (киты, дельфины, летучие мыши, грызуны, долгопяты).

Слайд 4

ПОЛУЧЕНИЕ
Высокочастотные колебания обычно создают с помощью пьезокерамических излучателей, например, из титанита

бария. В тех случаях, когда основное значение имеет мощность ультразвуковых колебаний, обычно используются механические источники ультразвука. Первоначально все ультразвуковые волны получали механическим путём (камертоны, свистки, сирены).

Слайд 5

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Пьезоэлектрические преобразователи преобразуют электрическую энергию в энергию ультразвука. Действие их

основано на обратном пьезоэлектрическом эффекте (магнитострикция), проявляющемся в деформациях некоторых кристаллов под действием приложенного к ним электрического поля.
Пьезоэлектричество хорошо проявляется у природного или искусственно выращенного монокристалла кварца или сегнетовой соли, а также у некоторых керамических материалов (например, у титаната бария).

Слайд 6

МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Эти устройства преобразуют энергию магнитного поля в механическую (звуковую или

ультразвуковую) энергию. Их действие основано на магнитоупругом эффекте, т.е. на том, что некоторые металлы (железо, никель, кобальт) и их сплавы деформируются в магнитном поле. Ярко выраженными магнитоупругими свойствами обладают и ферриты (материалы, спекаемые из смеси окиси железа с окислами никеля, меди, кобальта и других металлов). Если магнитоупругий стержень расположить вдоль переменного магнитного поля, то этот стержень станет попеременно сокращаться и удлиняться, т.е. испытывать механические колебания с частотой переменного магнитного поля и амплитудой, пропорциональной его индукции. Вибрации преобразователя возбуждают в твёрдой или жидкой среде, с которой он соприкасается, волны ультразвука той же частоты.

Слайд 7

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ СВОЙСТВА
Ультразвуковые волны (неслышимый звук) по своей природе не отличаются от волн слышимого диапазона

и подчиняются тем же физическим законам. Но у ультразвука есть специфические особенности, которые и определили его широкое применение в науке и технике.
Распространение ультразвука — это процесс перемещения в пространстве и во времени возмущений. Ультразвуковая волна распространяется в веществе, находящемся в газообразном, жидком или твёрдом состоянии, в том же направлении, в котором происходит смещение частиц этого вещества, то есть она вызывает деформацию среды. Деформация заключается в том, что происходит последовательное разряжение и сжатие определённых объёмов среды, причём расстояние между двумя соседними областями соответствует длине ультразвуковой волны. Чем больше удельное акустическое сопротивление среды, тем больше степень сжатия и разряжения среды при данной амплитуде колебаний.

Слайд 8

ПОГЛОЩЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН
Если среда, в которой происходит распространение ультразвука, обладает вязкостью

и теплопроводностью или в ней имеются другие процессы внутреннего трения, то при распространении волны происходит поглощение звука, то есть по мере удаления от источника амплитуда ультразвуковых колебаний становится меньше, так же как и энергия, которую они несут. Среда, в которой распространяется ультразвук, вступает во взаимодействие с проходящей через него энергией и часть её поглощает. Преобладающая часть поглощенной энергии преобразуется в тепло, меньшая часть вызывает в передающем веществе необратимые структурные изменения. Поглощение является результатом трения частиц друг об друга, в различных средах оно различно. Поглощение зависит также от частоты ультразвуковых колебаний. Теоретически, поглощение пропорционально квадрату частоты.

Слайд 9

ПРОЧИЕ СВОЙСТВА
Глубина проникновения представляет собой глубину, при которой интенсивность уменьшается наполовину.

Эта величина обратно пропорциональна поглощению: чем сильнее среда поглощает ультразвук, тем меньше глубина проникновения.
Рассеяние ультразвуковых волн. Если в среде имеются неоднородности, то происходит рассеяние и существенно может измениться картина распространения ультразвука.
Преломление ультразвуковых волн. На границе раздела сред с разной плотностью будет наблюдаться преломление ультразвуковых волн — изменение направления распространения.
Отражение ультразвуковых волн. Если ультразвук при распространении наталкивается на препятствие, то происходит отражение, если препятствие мало, то ультразвук его как бы обтекает.

Слайд 10

ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ
Свойства ультразвука, наблюдаемые явления и определили основные направления применения

ультразвука.
Диагностическое применение ультразвука в медицине (УЗИ). Благодаря хорошему распространению ультразвука в мягких тканях человека, его относительной безвредности по сравнению с рентгеновскими лучами и простотой использования в сравнении с магнитно-резонансной томографией, ультразвук широко применяется для визуализации состояния внутренних органов человека, особенно в брюшной полости и полости таза.

Слайд 11

ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ
Терапевтическое применение ультразвука в медицине. Помимо широкого использования в

диагностических целях, ультразвук применяется в медицине (в том числе регенеративной) в качестве инструмента лечения. Ультразвук обладает следующими эффектами: противовоспалительным, рассасывающим действиями; анальгезирующим, спазмолитическ им действием; кавитационным усилением проницаемости кожи. Фонофорез — комбинированный метод лечения, при котором на ткани вместо обычного геля для ультразвуковой эмиссии (применяемого, например, при УЗИ) наносится лечебное вещество (как медикаменты, так и вещества природного происхождения). Ультразвук помогает лечебному веществу глубже проникать в ткани.

Слайд 12

ПРИМЕНЕНИЕ В ГИДРОЛОКАЦИИ
Гидролокация — это определение положения и параметров движения подводных

объектов с помощью акустических волн, излучаемых самими объектами, либо отражённого ими излучения внешних источников звука. В конце Первой мировой войны появилась одна из первых практических ультразвуковых систем, предназначенная для обнаружения подводных лодок. К настоящему времени система, именуемая гидролокатором, или сонаром, стала неотъемлемым средством мореплавания. Если направить импульсное узкое ультразвуковое излучение в сторону дна и измерить время между посылом импульса и его возвратом, можно определить расстояние между излучателем и приемником. Основанные на этом сложные системы автоматической регистрации применяются для составления карт дна морей и океанов, а также русел рек.

Слайд 13

ПРИМЕНЕНИЕ НА ПРОИЗВОДСТВЕ.
На обычных металлорежущих станках нельзя просверлить в металлической детали

узкое отверстие сложной формы, например в виде пятиконечной звезды. С помощью ультразвука это возможно, магнитострикционный вибратор может просверлить отверстие любой формы. Это дешевле и быстрее, чем фрезерным станком. Ультразвуком можно даже делать винтовую нарезку в металлических деталях, в стекле, в рубине и в алмазе.

Ультразвук – получение, свойства, применение

Содержание

ПОНЯТИЕ УЛЬТРАЗВУКАУльтразвук - механические колебания, находящиеся выше области частот, слышимых человеческим ухом

УЛЬТРАЗВУК В ПРИРОДЕВ природе УЗ встречается как в качестве компонентов многих

ПОЛУЧЕНИЕВысокочастотные колебания обычно создают с помощью пьезокерамических излучателей, например, из титанита

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИПьезоэлектрические преобразователи преобразуют электрическую энергию в энергию ультразвука. Действие их

МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИЭти устройства преобразуют энергию магнитного поля в механическую (звуковую или

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ СВОЙСТВА Ультразвуковые волны (неслышимый звук) по своей природе не отличаются от волн слышимого диапазона

ПОГЛОЩЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛНЕсли среда, в которой происходит распространение ультразвука, обладает вязкостью

ПРОЧИЕ СВОЙСТВАГлубина проникновения представляет собой глубину, при которой интенсивность уменьшается наполовину.

ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕСвойства ультразвука, наблюдаемые явления и определили основные направления применения

ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕТерапевтическое применение ультразвука в медицине. Помимо широкого использования в

ПРИМЕНЕНИЕ В ГИДРОЛОКАЦИИГидролокация — это определение положения и параметров движения подводных

ПРИМЕНЕНИЕ НА ПРОИЗВОДСТВЕ.На обычных металлорежущих станках нельзя просверлить в металлической детали

Похожие презентации