7. Звуковые волны. Инфразвук, гиперзвук, ультразвук и его применение в технике и технологиях.

Звуковые волны – упругие волны, распространяющиеся в какой-либо упругой среде и создающие в ней механические колебания. Человек слышит звук в диапазоне от 16-20 Герц. Как и любая волна, звук характеризуется амплитудой и спектром частот. Различают продольные и поперечные звуковые волны в зависимости от соотношения направления распространения волны и направления механических колебаний частиц среды распространения. Инфразвук — упругие волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. За верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16-25 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0.001 Гц. Гиперзвук — упругие волны с частотами от 109 до 1012-1018Гц. По физической природе гиперзвук не отличается от звуковых и ультразвуковых волн. Гиперзвук часто представляют как поток квазичастиц — фононов. Ультразвук — упругие звуковые колебания высокой частоты. Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 до миллиарда Гц. Использование ультразвука в технике и технологиях:

1. гидролокация – использование ультразвука для обнаружения подводных лодок, для определения глубины водоема, для составления карт дна, морей и океанов, а так же русел рек.

2. дефектоскопия – выявление качества массивных стальных поковок. Алюминиевых блоков, железнодорожных рельсов, а так же сварных швов машин.

3. ультразвуковой расходомер: для исследование кровотоков в аорте, для измерения открытого потока реки , для системы охлаждения атомного реактора.

4. ультразвуковая химия – на эту среду направляется ультразвук большой интенсивности в итоге развивается кавитационный процесс. Кавитация – в среде образуется множество воздушных пузырьков. Этот процесс применяется в военных целях. Благодаря этому эффекту более эффективно идут процессы гидролиза, окисления, перестройки молекул, процессы полимеризации. Применение кавитационного процесса приводит к ускорению химических реакций.

5. ультразвуковая пайка – эффект кавитации в металлических расплавах разрушают окисную пленку.

6. ультразвуковая механическая обработка – можно обрабатывать сталь, стекло, керамические сплавы.

7. ультразвуковая очистка поверхности изделия от неровностей благодаря воздействию кавитационного процесса.

8. применение ультразвука в биологии и медицине:

-ультразвуковые стерилизаторы химич. инструментов;

- электронная аппаратура со сканирующим ультразвуковым лучом , который служит целям обнаружения опухолей в мозгу человека и постановке диагноза;

- терапия для постановки диагнозов.