Лекция 3 Ультрадыбыстың биологиялық әсері және физикалық қасиеттері.

Ультрадыбыс техникада кеңінен қолданылады. Соңғы 30 жылды ішінде ультрадыбыс медецина, терапия, диагностикада пайдаланылады.

Дыбыстық және улбьтрадыбыстық толқындар ортаның механикалық тербелістері. Дыбыс пен ультрадыбыстың айырмашылығы – тербелу жілігінде. 20 да 20 000Гц дейінгі адам құлағымен естілетін жиілкті тербелісті дыбыс, ал 20 000 Гц жоғары жилілікті ультрадыбыс деп атайды.

Дыбыстық болқын – ортада таралаын бөлшектердің тербелісі. Таралатын дыбыстың өзіне тән ерекшелігі ретінде заттың тасмалданбауы болып табылады. Бөлшектер өдерінің тыныштық күйін сақтай отыра тербеліп, келесі бөлшекке өз энергиясын береді. (4 сурет)

Энергияның берілу процесі ( толқынның таралуы) ортаның құрамына байланысты тез немесе ақырын күйде жүруі мүмкін. Мысалы ауада дыбыстың таралу жылдамдығы аз , себебі жекелеген бөлшектір бір бірімен әлсіз байланысқан, ал металдарда оның көрсеткіші айтарлықтай жоғары.

Әр ортаның таралу жылдамдығы анықталу мүмкін, егероның тығыздығы мен майысқақтығы белгілі болса.

Төменде әр түрлі денелердің 20 температура кезінде дыбыстық толқындардың таралу жылдамдығы көрсетілген: болат-5850, оргшыны-2670, су-1485, ми-1521, бұлшықет-1576, ми қаңқасы-3360, май-1467.

Тербеліс жиілігі және толқын ұзындығы.

Дыбыстық тербелістер – бөлшектердің тербелісі. Ол жиырылу және кеңейумен қоса жүреді. 1с уақыттағы жиырылу мен кеңейу саны тербеліс жиілігі деп аталады. Тербеліс жиілігі герц (Гц) өлшенеді. Гц 1секундтта бір тербеліске тең.

Медецинада диагностикалық мақсатта әдетте 600 000 нан 15000 000 Гц жиілікке дейін қолданады.

Үлкен көлемді ультрадыбыстық жиілікті белгілеу үшін жіліктің келесідей өлшемдері қолданылады: 1 килогерц (кГц) = 1000Гц және (МГц) = 1000 000 Гц.

Жиілікке кері шама период деп аталады. Ол бөлшек толық бір тербеліс жасаған уақытты көрсетеді.

Ультрадыбыстық толқын әртүрлі ортада, әртүрлі жлдамдықпен таралу себепті берілген жиілікте жиырылу және кеңейудің арақықтығы әр түрлі орат үшін әркелкі. Бұл қашықтықты толқын ұзындығы деп атайды. Толқын ұзыгдығын бір тербеліс уақытында анықтайды.

Ультрадыбыстың таралу жылдамдығы азайған сайын, толқын ұзындығы кеми түседі. Дәл осы жиілікте толқын ұзындығының тарауы өседі, егер тербеліс жиілігін төмендетсе.

Ультрадыбыстық толқынның тарау жылдамдығыжәне жиілікке байланысын келесі формуладамен есептеуге болады.

Мұнда, λ-толқын ұзындығы, м; с-таралу жылдамдығы, м/сек; f – тебеліс жиілігі, Гц; Т – тербеліс периоды, сек.

Таблица 1

Бөлшектің әртүрлі жылдамдықтары мен жиіліктеріне сәйкес толқын ұзындығы

Жиілік МГц	0,88		1,76		2,64
Жылдамдық, м/сек	1500	2670	1500	2670		1500	2670
Толқын ұзындығы, мм	1,7	3,04	0,85	1,52		0,56	1,01

Таблицада әртүрлі жылдамдықты және жиілікті орта үшін толқын ұзындықтарының мәні берілген.