Ġenerazzjoni tal-ultrasound

Il-& quot;super" karattru ta 'l-ultrasound ġej mill-fatt li l-limitu t'isfel tal-medda ta' frekwenza tiegħu jaqbeż is-smigħ tal-bniedem, imma jekk tanalizzah f'termini ta 'wavelength, il-wavelength ta' ultrasound huwa fil-fatt iqsar. Ix-xjentisti jsejħu d-distanza bejn żewġ qċaċet jew ħawt ta’ mewġa bħala wavelength. Il-wavelength tal-mewġ mekkaniku li l-widnejn tal-bniedem tagħna jistgħu jisimgħu huwa 2cm ~ 20m (2cm ~ 20m). Għalhekk, aħna nsejħu mewġ mekkaniku b'wavelength iqsar minn 2 ċm bħala"ultrasound.&kwota; Madankollu, f'applikazzjonijiet prattiċi, mewġ mekkaniku b'wavelength taħt 3.4cm ('il fuq minn 10000hz) jistgħu jitqiesu bħala riċerka ultrasonika. Il-wavelength ta 'l-ultrasound normalment użat għad-dijanjosi medika huwa 10μm ~ 350μm.

L-ultrasound huwa tip ta 'mewġ mekkaniku. Għandha tistrieħ fuq il-mezz biex titkattar u ma tistax teżisti fil-vakwu (bħal spazju). Għalhekk, ma nistgħux nużaw ultrasound fil-vakwu, iżda xorta nistgħu nużaw tagħmir relatat mal-mewġ elettromanjetiku (inklużi mewġ tar-radju, microwaves, u raġġi infra-aħmar). , Dawl viżibbli, raġġi ultravjola, raġġi X, raġġi gamma, eċċ.), bl-użu tat-teknoloġija tal-mewġ elettromanjetiku.

Fl-arja, mewġ ultrasoniku jirreferu għal mewġ mekkaniku b'tul ta 'mewġ ta' inqas minn 2 ċm (per eżempju, 1.7 ċm, tul ta 'mewġ ta' 2 ċm jikkorrispondi għal 17000 Hz, tul ta 'mewġ ta' 1.7 ċm jikkorrispondi għal 20000 Hz, fil-fatt, m'hemm l-ebda standard fiss, biss valur li huwa faċli biex tiftakar), u l-wavelength tiegħu huwa qasir ħafna. Inferjuri mil-limitu ġenerali aktar baxx tas-smigħ tal-bniedem (2cm), in-nies isejħu dan l-ultrasound tal-mewġ mekkaniku li ma jinstemax, u l-wavelength tal-mewġ infrasound huwa ġeneralment itwal minn 20 metru (per eżempju, 17-il metru, 20m wavelength jikkorrispondi għal 17Hz, 17m wavelength jikkorrispondi għal 20Hz), ogħla minn Il-limitu ta 'fuq tal-wavelength tas-smigħ. F'applikazzjonijiet prattiċi, il-mewġ ultrasoniku ħafna drabi jikkoinċidi mal-firxa ta 'mewġ tal-ħoss li jinstema' b'mewġ qasir, u mewġ mekkaniku b'wavelength iqsar minn 3.4cm (10000hz) jistgħu jitqiesu bħala riċerka ultrasonika.

It-tul ta 'mewġ tiegħu huwa ħafna iqsar minn mewġ tal-ħoss ordinarju, għalhekk jista' jintuża għat-tqattigħ, iwweldjar, tħaffir, eċċ Minħabba l-wavelength qasir tiegħu, għandu ħafna karatteristiċi: l-ewwelnett, l-anisotropija tal-propagazzjoni kkawżata mill-wavelength qasir, u wkoll minħabba il-wavelength qasir tiegħu u l-kapaċità ta 'diffrazzjoni fqira. Għalkemm għandu anisotropija tajba, għandu telf kbir fl-arja u ma jistax jiġi trażmess. Far, penetrazzjoni fqira, faċli biex tferrex. L-ultrasound huwa komunement użat fl-industrija u l-mediċina għall-iskoperta ultrasonika. L-ultrasound, l-infrasound u l-ħoss li jinstema' huma essenzjalment l-istess. Dak li għandhom komuni hija mewġa mekkanika, li normalment tippropaga f'midja elastika fil-forma ta 'mewġ lonġitudinali. Hija forma ta 'propagazzjoni tal-enerġija. Id-differenza hija mewġ ultrasoniku. Twil u qasir, jista 'jivvjaġġa tul linja dritta f'ċerta distanza bi ftit diffrazzjoni, u għandu anisotropija tajba. Madankollu, meta mqabbel mal-ħoss li jinstema 'u l-infrasound, għandu qawwa ta' penetrazzjoni fqira u huwa faċli biex ixerred.

Il-liġijiet tal-propagazzjoni ta 'riflessjoni, rifrazzjoni, diffrazzjoni, u tifrix ta' mewġ ultrasoniku fil-medju mhumiex essenzjalment differenti mil-liġijiet ta 'l-infrasound u l-mewġ tal-ħoss li jinstema'. Iżda l-wavelength ta 'l-ultrasound huwa qasir ħafna, biss ftit ċentimetri, anke ftit eluf ta' millimetru. Meta mqabbel ma 'mewġ ieħor, il-mewġ ultrasoniku għandu ħafna karatteristiċi: karatteristiċi ta' propagazzjoni — il-wavelength tal-mewġ ultrasoniku huwa qasir ħafna, u d-daqs tal-ostakli ordinarji huwa ħafna drabi akbar mill-wavelength tal-mewġ ultrasoniku. Għalhekk, il-mewġ ultrasoniku għandu penetrazzjoni fqira, kapaċitajiet ta 'diffrazzjoni fqira, u tifrix faċli. . Jista 'jippropaga f'linja dritta f'medja omoġenja iżda huwa diffiċli biex tiddiffratta. Iqsar il-wavelength tal-mewġ ultrasoniku, aktar tkun ovvja l-karatteristika. Barra minn hekk, skont il-liġi tat-tifrix ta 'Rayleigh, l-intensità tal-mewġa mxerrda hija inversament proporzjonali għar-raba' qawwa tal-wavelength, u l-wavelength tal-mewġ ultrasoniku huwa estremament qasir. , Allura t-tifrix huwa serju ħafna u l-qawwa tal-penetrazzjoni mhix tajba. Kavitazzjoni ─ ─ Meta l-mewġ ultrasoniku jippropaga fil-medju, hemm perjodu alternattiv pożittiv u negattiv. Fil-fażi pożittiva, il-mewġ ultrasoniku tagħfas il-molekuli medji biex tibdel id-densità oriġinali tal-medju u żżidha; fil-fażi ta 'pressjoni negattiva Meta l-molekuli medji huma skars u aktar imxerrda, id-densità tal-medju titnaqqas. Meta tiġi applikata mewġa ultrasonika b'saħħitha biżżejjed għall-mezz likwidu, id-distanza medja bejn il-molekuli medji se taqbeż id-distanza molekulari kritika li żżomm il-medja likwidu kostanti. Isseħħ il-ksur u l-mikrobubbles huma ffurmati. Dawn il-kavitajiet żgħar jespandu u jagħlqu malajr, u jikkawżaw ħabtiet vjolenti bejn il-partiċelli likwidi, li jirriżultaw fi pressjonijiet ta 'eluf għal għexieren ta' eluf ta 'atmosferi. Din l-interazzjoni vjolenti bejn il-partiċelli għandha effett ta 'taħwid tajjeb, sabiex iż-żewġ likwidi li ma jitħalltux (bħal ilma u żejt) emulsifikaw u jaċċelleraw ix-xoljiment tas-solut. L-effetti varji kkawżati mill-azzjoni tal-mewġ ultrasoniku fil-likwidu jissejħu cavitation ultrasoniku.