Ultrazvuk

Из Википедије, слободне енциклопедије
Slika ljudskog fetusa s 14 nedelja pomoću ultrazvuka
Snimak deteta u tridesetoj nedelju trudnoće četverodimenzionalnim ultrazvukom.

Ultrazvuk je zvuk čija je frekvencija iznad gornje granice čujnosti za normalno ljudsko uvo, a koja iznosi 20 kHz.[1]

Neke životinje (npr. psi, delfini, šišmiši, miševi, ...) mogu čuti ultrazvuk jer imaju višu gornju graničnu frekvenciju od čoveka.[2][3][4] Mlađe osobe, a posebno deca, mogu čuti neke zvukove visokih frekvencija. Što je čovek stariji, gornja granica čujnosti mu pada, što znači da sve slabije čuje zvukove visokih frekvencija. Visoke zvučne frekvencije su sastavni deo spektra frekvencija koje proizvodi neki izvor zvuka, a spektar zvučnih frekvencija čini boju zvuka. Opadanjem čujnosti visokih frekvencija starenjem, starijim ljudima se menjaju i boje zvuka, što znači da simfonijski orkestar ili zvuk violine drugačije čuje dete od šest, odrastao čovek od 30 ili starac od 80 godina.

Najpoznatija primena ultrazvuka je u medicini - ultrazvučna dijagnostika (npr. Transkranijalni dopler).[5] Ultrazvuk se i za mnoge druge svrhe (otkrivanje jata riba i podmornica, tzv. sonar). Princip korištenja je vrlo jednostavan: odašilje se ultrazvučni talas, koji se odbija od prepreke te se prema vremenu potrebnom da se talas vrati određuje udaljenost i oblik objekta.

Načini proizvodnje ultrazvuka[уреди]

Elektrostrikcija[уреди]

Najrasprostranjeniji generator ultrazvuka je kvarcni generator, čiji je rad zasnovan na tzv. piezoelektričnom efektu. To je pojava da se na nekim kristalima (kvarc, turmalin i dr.) koji su pogodno odrezani javlja električna polarizacija kada se silom izvrši elastična deformacija. Umesto sile, može se postići obrnut efekt - elektrostrikcija - stavljanjem pločica u nazmenično električno polje vrlo visoke frekvencije. Kada se frekvencija naizmeničnog napona poklopi sa sopstvenom (vlastitom) frekvencijom kvarcne pločice, nastupa rezonancija. Usled rezonancije, pločica jako vibrira i proizvodi ultrazvučne talase znatne amplitude. Upotrebom turmalina mogu se dobiti ultrazvučne oscilacije i do nekoliko stotina MHz.

Magnetostrikcija[уреди]

Ova metoda dobijanja ultrazvuka zasnovana je na svojstvu nekih materijala da delovanjem magnetnog polja menjaju dimenzije (gvožđe, kobalt, nikal itd.).[6] Ovi se materijali u jačem magnetnom polju uglavnom skraćuju, te je ova pojava nazvana magnetostrikcijom (striktura - stezanje, sužavanje). Ako se kratak štap od ovih materijala nalazi u promenjivom magnetnom polju, onda se dovodi u rezonantno logitudinalno oscilovanje, kad se kroz elektromagnet propušta naizmenična struja odgovarajuće frekvencije.

Vidi još[уреди]

Reference[уреди]

  1. ^ Corso, J. F. (1963). „Bone-conduction thresholds for sonic and ultrasonic frequencies“. Journal of the Acoustical Society of America 35 (11): 1738-1743. Bibcode 1963ASAJ...35.1738C. DOI:10.1121/1.1918804. 
  2. ^ Novelline (1997), стр. 34–35.
  3. ^ Matt Kaplan (17. 7. 2009.). „Moths Jam Bat Sonar, Throw the Predators Off Course“. National Geographic News. 
  4. ^ Some Moths Escape Bats By Jamming Sonar (video)
  5. ^ Emmanuel P. Papadakis (ed) Ultrasonic Instruments & Devices, Academic Press, 1999 ISBN 0-12-531951-7 page 752
  6. ^ K.H.J. Buschow et al, (ed), Encyclopedia of Materials Elsevier 2001 ISBN 0-08-043152-6, pp. 5990

Literatura[уреди]

  • Novelline, Robert (1997). Squire's Fundamentals of Radiology (5th ed.). Harvard University Press. ISBN 0-674-83339-2. 
  • Kundu, Tribikram. Ultrasonic nondestructive evaluation: engineering and biological material characterization. Boca Raton, FL: CRC Press, c2004. ISBN 0-8493-1462-3.


Spoljašnje veze[уреди]