Вреден ли ультразвук для человека

Использование ультразвука в повседневной жизни

1. Поле общения

Немногие животные, такие как летучие мыши и лягушки, могут использовать ультразвук для общения друг с другом. Летучие мыши испускают высокочастотный звук короткой длины волны для навигации. Эти волны ударяют об окружающие и отскакивают, позволяя летучим мышам получить точную карту окружения. Эти летучие мыши легко общаются друг с другом благодаря ультразвуковым волнам.

2. Ультразвуковая чистка

Одним из многих применений ультразвуковых звуковых волн является ультразвуковая очистка . Это используется, чтобы избавиться от примесей от определенных устройств, которые поглощены в водном растворе. Такие материалы, как стекло, металлы и керамика, могут быть очищены с помощью этого, и в дополнение к этому ультразвуковые волны могут использоваться для удаления жира, масла и грязи. Ультразвуковые звуковые волны также используются в промышленности, чтобы избавиться от стружки и масла от оборудования и другого промышленного оборудования. Это также используется, чтобы избавиться от грязи и смазки от аппарата самолетов и автомобилей.

3. Ультразвуковая сварка

Ультразвуковые звуковые волны также используются для сварки пластмасс. Высокочастотные ультразвуковые колебания используются для сварки нескольких частей пластика. Однако этот процесс сварки очень хорошо запрограммирован и имеет время и частоту, уже запрограммированные в сварочном аппарате, и компьютер выполняет каждый шаг процесса сварки. (Наша сварочная продукция включает в себя: ультразвуковой сварочный генератор и ультразвуковой сварочный преобразователь )

Процесс сварки немного сложен для понимания. Его механизм основан на методе, в котором полу кусочек пластика располагается на постоянной наковальне, а другая часть помещается поверх него. После этого на удлинитель помещают звуковой сигнал, который соединен с преобразователем сварочного аппарата . Этот рупор затем используется для приложения быстрых, но низкоамплитудных ультразвуковых колебаний для сварки пластмассы. Ультразвуковые звуковые волны затем преобразуются в тепло из-за быстрых вибраций, которые приводят к сварке двух частей пластмассы вместе. Однако все еще очень рискованно использовать этот метод для сварки очень больших аппаратов, поскольку в процессе сварки выделяется огромное количество энергии.

4. Другое использование

В дополнение к вышеупомянутому использованию ультразвуковых волн, есть несколько других использованных также. Например, ультразвуковые детекторы движения используют одни и те же ультразвуковые волны при измерении расстояния. Эти детекторы движения выполняют свою работу, испуская ультразвуковые импульсы, а затем измеряют время по возвращении этих волн. Sonogrpahy это процесс, который используется для создания изображений внутренних органов тела. Этот процесс также использует ультразвуковые волны, чтобы сделать работу.

УЗИ: как это делается?

Ультразвуковые исследования

При проведении УЗИ используется ультразвук – звуковые волны, имеющие частоту выше 20 кГц. Подобные волны не воспринимаются ухом человека. В природе ультразвук содержится в шуме морских волн и свисте ветра, с его помощью общаются и воспринимают окружающий мир дельфины и летучие мыши.

Ультразвуковая диагностика построена на принципе эхолокации. Специальное устройство посылает ультразвуковой сигнал, направленный на обследуемый орган. Сигнал отражается от органа и улавливается воспринимающим датчиком. Полученная информация обрабатывается компьютером, и на мониторе возникает картина, представляющая собой поперечное сечение органа. Более сложные комплексы ультразвуковой диагностики позволяют получать объёмное изображение (3D УЗИ диагностика).

Слайд 24Для измерения воздушного ультразвука применяется следующая аппаратура: шумомеры для измерений в

диапазоне частот до 50 000 Гц и до 100 000 Гц; микрофоны и полосовые фильтры.Измерение уровней контактного ультразвука (значения виброскорости) производится в зоне контакта рук или других частей тела человека с источником ультразвуковых колебаний с помощью измерительного тракта, состоящего из: датчика, чувствительность которого позволяет регистрировать ультразвуковые колебания с уровнем колебательной скорости на поверхности не ниже 80 дБ; лазерного интерферометра; усилителя; схемы обработки сигналов, включающей фильтры низкой и высокой частоты; милливольтметра ВЗ-40; дифференцирующей цепочки и импульсного вольтметра Вч-12.

Лазерный интерферометр

Слайд 23Приборы и методы контроля характеристик ультразвукаОбщие требования к измерению ультразвука на

рабочих местах установлены в СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96.В соответствии с этим нормативным документом измерения уровней воздушного ультразвука производятся на постоянных рабочих местах или в рабочей зоне при типичных условиях эксплуатации оборудования, характеризующегося наиболее высокой интенсивностью генерируемых ультразвуковых колебаний. При проведении измерений микрофон располагается на уровне головы и на расстоянии 5 см от уха человека, подвергающегося воздействию ультразвука, и на расстоянии 50 см от человека, проводящего измерения.Измерения проводятся не менее 3-х раз в каждой третьоктавной полосе для одной точки и затем вычисляется среднее значение.

Слайд 14Ультразвуковые колебания, генерируемые в импульсном режиме, оказывают менее выраженное, более мягкое

действие на человека, чем постоянные колебания. Действие ультразвука на организм человека приводит к изменениям нервной системы, сердечно-сосудистой, эндокринной системах, слуховом и вестибулярном анализаторах и др.При систематическом воздействии интенсивного низкочастотного ультразвука наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома. Высокочастотный ультразвук вызывает, прежде всего, поражения нейрососудистого, нейромышечного аппарата, изменение костной структуры в виде остеопороза, остеосклероза и других изменений дегенеративно-дистрофического характера.Лица, длительное время обслуживающие ультразвуковые установки, страдают также от головных болей, головокружений, общей слабости, болевых ощущений в области сердца, ухудшения памяти.

Слайд 27Защита человека от действия воздушного ультразвука обеспечивается выполнением следующих мероприятий.• Оборудование

звукоизолирующими кожухами и экранами (в том числе прозрачными) стационарных ультразвуковых источников, генерирующих уровни звукового давления, превышающие нормативные значения. Звукоизолирующие кожухи изготавливают, как правило, из листовой стали или дюралюминия (толщиной 1 мм) с обклейкой резиной или рубероидом, а также из трех слоев резины общей толщиной 3.. .5 мм.• Размещение ультразвуковых установок в специальных помещениях, выгородках или звукоизолирующих кабинах.• Применение противошумов, если перечисленные выше мероприятия не позволяют получить необходимый эффект.

Взгляд изнутри: современные технологии в УЗИ

Сегодня отечественное здравоохранение закупает у зарубежных поставщиков порядка 3 тысяч УЗИ-сканеров в год. Дело в том, что до последнего времени такие устройства не выпускались серийно в России.

Эксперименты по применению ультразвука проводились и у нас в стране. В 1954 году в институте акустики Академии наук СССР даже появилось специализированное отделение, а в 1960-е годы был налажен выпуск отечественных УЗИ-сканеров. Но все они так и остались в статусе экспериментальных, не получили массового применения на практике, а к 1990-м годам и вовсе были замещены импортными аналогами.

В прошлом году Ростех в рамках программы импортозамещения наладил серийное производство российских УЗИ-сканеров – «РуСкан 50» и «РуСкан 60» на мощностях «Калугаприбор», входящего в концерн «Автоматика». Они относятся к среднему и высокому классу, в них применяются новейшие технологии, такие как 3D/4D-изображение, а также эластография, то есть УЗИ с применением дополнительного фактора – давления, помогающего по характеру сокращения тканей определять патологические изменения.

Методы ультразвуковой диагностики продолжают активно развиваться. В этом году к производственной линейке Ростех добавил аппараты экспертного класса. Госкорпорация представила новинку на форуме БИОТЕХМЕД – «РуСкан 65М» в рамках экспозиции холдинга «Швабе», который реализует маркетинговую стратегию и осуществляет продажи изделия. Это первый отечественный УЗИ-сканер экспертного класса.

Что означает определение «экспертный» в классификации УЗИ-сканеров? Основной критерий – это разрешающая способность. Здесь используются высокоплотные датчики, способные различать мельчайшие детали структур. Как упоминалось выше, каждый преобразователь имеет определенный набор пьезоэлементов. В аппаратах недорогого класса плотность этих элементов невысока. Чем больше плотность, тем более точной и достоверной будет диагностика.

Второй, не менее важный критерий – какой набор программ заложен в данном оборудовании. Для того чтобы обеспечивать высокий уровень исследования, как правило, применяют очень дорогие пакеты программного обеспечения. Это позволяет визуализировать наиболее тонкие детали, изменения структур органов, сосудов и тканей. Кстати, в «РуСкан 65М» программное обеспечение – российского производства.

В новом изделии не только улучшено качество получаемого изображения, но и внедрены автоматизированные методы его обработки и анализа. Так, визуальную оценку плода осуществляет программа реконструкции полупрозрачного 3D УЗИ Crystal Vue, которая за счет усиления визуализации одновременно наружных и внутренних структур в одном реконструированном трехмерном изображении позволяет увеличить информативность и диагностическую достоверность исследования за счет повышения контрастности и подсветки внутренних структур дополняет объемное изображение морфологической информацией об объекте исследования, повышая точность диагностики. Среди других технологий новинки – программа автоматического анализа образований молочной железы S-Detect Breast. Еще одна функция изделия – фантастическая 5D Heart Color, которая реконструирует девять проекций сердца плода с одновременным отображением кровотока. Полученные данные позволяют наиболее детально оценить сердце на предмет врожденных патологий.

Таким образом, в течение нескольких десятилетий применение УЗИ в медицине претерпело огромные изменения, особенно в акушерстве: от простого измерения размеров плода до детальной оценки его кровотока и внутренних органов. То, что было технически невозможно еще совсем недавно, сегодня превращается в привычную составляющую рутинного ультразвукового исследования.

Вред

Опасен ли ультразвук для человека? Ультразвуковое излучение – это определенное количество звуковых колебаний, не способных к накоплению внутри организма. Только регулярное взаимодействие с ультразвуковым прибором может стать вредным. Выключив прибор, можно прекратить его влияние.

При продолжительном воздействии колебания могут поражать некоторые отделы мозга. Так, специалисты, обслуживающие аппарат УЗИ, нередко страдают следующими расстройствами:

• бессонницей;
• повышенной агрессивностью;
• головными болями;
• снижением памяти;
• ухудшением слуховыми способностями.

У лиц, находящихся в зоне распространения волн, часто немеют конечности, может развиться полиневрит, уменьшиться содержание сахара в крови, а также наблюдается нехватка витаминов. Кроме того, продолжительное воздействие излучения на человека может спровоцировать покраснение или побледнение лица.

Врачи, осуществляющие диагностику аппаратом УЗИ, чаще других:

• страдают астеническим синдромом;
• испытывают галлюцинации;
• теряют вес;
• имеют эндокринные заболевания.

Именно поэтому врачи-специалисты УЗД получают надбавку за вредность.

Данные проявления чаще всего носят временный характер и возникают у пациента в тех случаях, если по состоянию здоровья ему приходится часто посещать кабинет ультразвуковой диагностики.

Однако регулярное использование или нарушение требований техники безопасности аппарата могут спровоцировать некоторые расстройства.

Ультразвук для детей

Ультразвуковая терапия, показания и противопоказания для проведения которой, особенно в случае лечения заболеваний у детей, должны обсуждаться с лечащим врачом, имеет свои особенности при применении к пациентам детского возраста. Она показана с первого месяца жизни, если у ребенка имеются болезни опорно-двигательного аппарата. В каждом индивидуальном случае врач подбирает подходящее время и интенсивность воздействия, при этом плотность УЗ не должна превышать следующих значений:

• 0,05 Вт/см.кв. для детей в возрасте до года;
• 0,1 Вт/см.кв. для детей годовалого возраста.
• 0,6 Вт/см.кв. для детей старше года.

Следует понимать, что физиология, строение тканей и функциональные особенности детского организма имеют ряд отличий и изменяются по мере того, как ребенок растёт. Это непременно должно быть учтено во время определения конкретного терапевтического фактора при выборе параметров влияния УЗ, локализации и длительности процедуры.

Отличия детского организма от взрослого:

• более низкая толщина клеточных слоёв;
• ускоренное формирование рефлексов, возбуждающие процессы преобладают над тормозящими;
• плотность костной ткани ниже, что обуславливает более высокую степень травматизма тканей;
• мышечные волокна являются более тонкими, они свободно расположены; в сочетании с большими размерами сердца это обуславливает конкретные особенности физиологии сердечной деятельности;
• широкие мочеточники и почечные лоханки, низкая способность к фильтрации почечных клубочков;
• узкие и короткие носовые ходы, слабая развитость придаточных пазух, низкая степень увлажнения дыхательных путей;
• невысокая плотность костной ткани и большое содержание воды в ней.

Преимущества УЗИ:

• информативность (быстрая, точная и подробная информация о внутренних органах);
• безболезненность;
• исследование является относительно комфортным для пациента. Предварительного применения медикаментов или специальных средств не требуется. Исследование может быть проведено сразу же при посещении поликлиники (при проведении отдельных видов УЗИ достаточно лишь соблюсти некоторые нехитрые правила подготовки);
• безопасность. УЗ исследования могут назначаться многократно, без опасений, что это скажется на состоянии здоровья. Дискуссионным является лишь вопрос о потенциальной угрозе УЗИ для плода в самом начале беременности. Достаточного количества достоверных данных, которые могли бы подтвердить или опровергнуть это, пока нет.

План:

• Введение
• 1 Источники ультразвука
  • 1.1 Свисток Гальтона
  • 1.2 Жидкостный ультразвуковой свисток
  • 1.3 Сирена
• 2 Ультразвук в природе
• 3 Применение ультразвука
  • 3.1 Диагностическое применение ультразвука в медицине (УЗИ)
  • 3.2 Терапевтическое применение ультразвука в медицине
  • 3.3 Резка металла с помощью ультразвука
  • 3.4 Приготовление смесей с помощью ультразвука
  • 3.5 Применение ультразвука в биологии
  • 3.6 Применение ультразвука для очистки
  • 3.7 Применение ультразвука для очистки корнеплодов
  • 3.8 Применение ультразвука в эхолокации
  • 3.9 Применение ультразвука в расходометрии
  • 3.10 Применение ультразвука в дефектоскопии
  • 3.11 Ультразвуковая сварка
  • 3.12 Теплоотведение и ультразвук
  • 3.13 Применение ультразвука в гальванотехнике

Литература

Механизм ультразвуковой терапии

В настоящее время известно о нескольких механизмах влияния УЗ на человеческий организм, которые относятся к первичным механизмам УЗТ.

Среди них:

1. Тепловой – предусматривающий переход ультразвуковых волн в тепло после того, как они поглощаются тканями. Это приводит к увеличению их температуры примерно на один градус. В это время возрастает активность ферментов внутри клеток и биохимические реакции. Тепло появляется исключительно на границах тканей, которые имеют разную плотность. Тепловая энергия в большей степени поглощается органами, в которых наблюдается недостаток кровотока и насыщенность коллагеновыми волокнами, а также нервной и костной тканями.
2. Механический – в основе которого лежат высокочастотные колебания, передающиеся тканям. В этот момент имеет место неуловимая человеком вибрация, провоцирующая ускорение обращения крови и повышение клеточного метаболизма. Вибрационное воздействие способствует разжижению цитоплазматической жидкости, ускорению диффузии микроэлементов, а также разрыхлению соединительных тканей. Все это увеличивает скорость обмена веществ. Когда происходит подача высокочастотных волн, наблюдается увеличение степени проницаемости гистогематических барьеров.
3. Физико-химический – спровоцированный механическим резонансом и способствующий возрастанию скорости движения молекулярных структур. Этот вид воздействия ускоряет распад молекул на ионы, в результате чего образуются новые электрические поля. Липиды окисляется быстрее, оптимизируется функционирование митохондриальных клеточных структур. Эти и многие другие процессы, активизируемые под физико-химическим воздействием, способствуют скорейшему восстановлению тканей.

Применение ультразвуковой терапии напрямую связано с воздействием, оказываемым ею на ткани:

1. Создание и выделение тепловой энергии провоцирует улучшение биохимических реакций и диффузных процессов, а также стимулирует микроциркуляцию и выработку веществ, в которых нуждается организм.
2. Микро-массаж, появляющийся в результате воздействия механической волны, приводит в движение жидкость, находящуюся внутри тканей и за их пределами, повышает скорость обмена веществ и улучшает работу органов.

Что такое ультразвук

Ультразвук – это звуковые колебания, частота которых превышает границу 16-20 кГц и не воспринимается человеческим слухом. В медицинской практике он используется для диагностики внутренних органов для обнаружения различных отклонений в организме.

Специалисту не требуется проводить механических вмешательств в тело для получения данных. Во время диагностики на мониторе отображается черно-белая картинка обследуемого органа.

Ультразвук часто используют при лечении заболеваний внутренних органов, однако его мощное излучение может причинить вред здоровью. Опасным для человека может стать слишком продолжительное и интенсивное действие ультразвуковых волн.

Кроме медицины излучение применяют в других отраслях: фермерском хозяйстве, производстве, промышленности. Интенсивные колебания создаются при использовании различных приборов, например, турбореактивных двигателей.

УЗИ 3D

Трехмерное УЗИ (УЗИ 3D) является современной технологией, позволяющий получить объемное изображение изучаемых органов. Благодаря трехмерному УЗИ врач может рассмотреть орган сразу в нескольких плоскостях, получить дополнительные параметры для оценки ситуации. В частности, 3D-УЗИ активно используется для диагностики заболеваний женской половой сферы. Но наиболее часто УЗИ 3D применяется при беременности. Технология 3D позволяет увидеть ребенка еще до рождения. Для врача такое изображение также является более информативным.

Обратившись в АО «Семейный доктор», Вы получаете возможность пройти обследование (в том числе 3D) быстро и в комфортных условиях. В Вашем распоряжении – современное оборудование и штат высококвалифицированных врачей – специалистов по ультразвуковой диагностике. Услуги УЗИ доступны в любой из поликлиник нашей сети.

Не занимайтесь самолечением. Обратитесь к нашим специалистам, которые правильно поставят диагноз и назначат лечение.

Лекарственный ультрафонофорез

Лекарственный
ультрафонофорез – сочетанное воздействие на определенные участки тела
больного ультразвуковых колебаний и вводимых с их помощью лекарственных
веществ.

Ультрафонофорез – явление колебательного смещения дисперсных
частиц относительно жидкой фазы в ультразвуковом поле. Частицы лекарственного
вещества проникают вглубь биологических тканей и оказывают лечебное
воздействие. Ультразвук способен разрыхлять соединительную ткань, повышать
проницаемость кожи и гистогематических барьеров. При проведении процедуры
лекарственное вещество включают в состав контактной среды. Молекулы
лекарственных веществ под действием ультразвука приобретают большую подвижность
и реакционную способность, в результате увеличивается количество лекарственного
вещества, поступающего в организм. Введение лекарственных веществ в
организм  осуществляется через выводные
протоки потовых и сальных желез. Наибольшей подвижностью в ультразвуковом поле
обладают лекарственные вещества, растворенные в водных растворах.

В кровь лекарственные препараты начинают поступать через 1
час после процедуры, достигают максимальной концентрации через 12 часов и находятся
в тканях в течение 2-3 суток. Наибольшей форетической активностью обладают
ультразвуковые колебания меньшей частоты.

В результате сочетанного действия усиливается лечебное
действие сосудорасширяющих, противовоспалительных и рассасывающих веществ,
местных анестетиков, антибиотиков, иммунодепрессантов и антикоагуляторов,
вместе с тем ослабляются их побочные эффекты. Ультразвуковые колебания
инактивируют молекулы таких лекарственных веществ, как атропин, барбитураты,
витамины группы В, кодеин, кофеин, морфин, новокаин, платифиллина гидротартрат,
полимиксина сульфат, производные пиралозона, хинин, эфедрин,  что существенно снижает их фармакологическую
активность.

Показания: определяются
с учетом фармакологических эффектов вводимого лекарственного вещества и
показаний для ультразвуковой терапии.

Противопоказания: противопоказания для ультразвуковой терапии, аллергические реакции на вводимые
лекарственные препараты.

Аппаратура. Методика

ультразвуковой терапии и ультрафонофореза используются аппараты УЗТ – 101  –Ф , УЗТ – 1.07 (Рисунок 23. ),
УЗТ – 103  , ЛОР – 3 . ультразвуковые
аппараты серии УЗТ имеют разнообразные по форме и площади излучатели,
применяемые в зависимости от назначения. Площадь и форма ультразвукового
излучателя могут быть разными. Процедуру в соответствии с методикой можно
проводить по лабильной и стабильной методике. Для полного контакта с кожей
применяется контактная среда. В качестве контактной среды используют растворы
лекарственных веществ или мази.  При
лабильной методике ультразвуковой излучатель перемещают по поверхности тела
пациента медленными круговыми или спиралевидными движениями со скоростью 1 –
1,5 см/с. Иногда используют стабильную методику, при которой излучатель
устанавливают неподвижно. В этом случае он фиксируется либо  рукой медсестры, либо специальным держателем,
имеющимся в комплекте аппарата.

Рисунок 23. внешний вид аппарата УЗТ 1.07Ф

На ультразвуковой волне

Многие помнят определение звука из школьного учебника по физике: «Звуковыми волнами или просто звуком принято называть волны, воспринимаемые человеческим ухом». Таким образом, диапазон звуковых волн лежит в пределах от 20 Гц до 20 кГц. Звуки именно такой частоты способен слышать человек. Волны с частотой менее 20 Гц называются инфразвуком, а с частотой выше 20 кГц – ультразвуком.

В то время как человеку инфразвук и ультразвук недоступны, многие живые существа вполне нормально общаются в этих частотах. Например, слон различает звук частотой от 1 Гц, а в верхнем пределе слышимости лидируют дельфины – максимум слухового восприятия у них доходит до 150 кГц. Кстати, ультразвук вполне способны уловить собаки и кошки. Собака может слышать звук до 70 кГц, а верхний порог звукового диапазона у кошек равен 30 Гц.

Если для некоторых животных ультразвук – обычный способ общения, то людям о наличии в природе «невидимых» звуковых волн лишь приходилось догадываться. Опыты в этой сфере проводил еще Леонардо да Винчи в XV веке. Но открыл ультразвук в 1794 году итальянец Ладзаро Спалланцани, доказав, что летучая мышь с заткнутыми ушами перестает ориентироваться в пространстве.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1УльтразвукУльтразвук — упругие звуковые колебания высокой частоты. Человеческое

ухо воспринимает распространяющиеся в среде упругие волны частотой приблизительно до

16-20 кГц; колебания с более высокой частотой представляют собой ультразвук.

Слайд 2

В природе УЗ встречается как в качестве компонентов многих естественных

шумов (в шуме ветра, водопада, дождя, сопровождающих грозовые разряды, и

т. д.), так и среди звуков животного мира. Некоторые животные пользуются ультразвуковыми волнами для обнаружения препятствий, ориентировки в пространстве.

как лечебное средство.
Ультразвук обладает действием:противовоспалительным рассасывающимобезболивающим спазмолитическим

Слайд 4Широко применяется ультразвук для приготовления однородных смесей. Еще в 1927

году американские ученые Лимус и Вуд обнаружили, что если две

несмешивающиеся жидкости (например, масло и воду) слить в одну мензурку и подвергнуть облучению ультразвуком, то в мензурке образуется эмульсия, то есть мелкая взвесь масла в воде. Подобные эмульсии играют большую роль в промышленности: это лаки, краски, фармацевтические изделия, косметика.

Слайд 5

Применение ультразвука для очистки
В лабораториях и на производстве применяются ультразвуковые

ванны для очистки лабораторной посуды и деталей от мелких частиц.

В ювелирной промышленности ювелирные изделия очищают от мелких частиц полировальной пасты в ультразвуковых ваннах. В некоторых стиральных машинах применяют ультразвук для стирки белья.

Слайд 6Инфразвук — упругие волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту ниже

принимают 16—25 Гц. Природа возникновения инфразвуковых колебаний такая же, как и у слышимого звука, поэтому инфразвук подчиняется тем же закономерностям, и для его описания используется такой же математический аппарат, как и для обычного слышимого звука.

Слайд 7Распространение инфразвука
Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах, вследствие

чего инфразвуковые волны в воздухе, в земной коре могут распространяться

на очень далёкие расстояния. Поскольку инфразвук слабо поглощается, он распространяется на большие расстояния и может служить предвестником бурь, ураганов, цунами. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.

Слайд 8Подчас инфразвуковые волны зарождаются в океане во время шторма или

подводных землетрясений, распространяясь на сотни, тысячи километров, как в воздухе,

так и в воде. Поэтому могут настигать корабль, который находится далеко, в совершенно спокойном районе. На морских просторах встречаются судна с мертвыми моряками. Они погибли от мгновенной остановки сердца. Находятся и обезлюдевшие корабли-призраки. Их экипажи, обуянные непонятным ужасом, выбрасывались за борт. Известно немало рассказов о субмаринах, пропавших при странных обстоятельствах. Все это — следствие действия инфразвуковых колебаний.

Слайд 9Своеобразными индикаторами шторма являются медузы. На краю «колокола» у медузы

расположены примитивные глаза и органы равновесия — слуховые колбочки величиной

с булавочную головку. Это и есть «уши» медузы. Они слышат инфразвуки с частотой 8 — 13 герц. Шторм разыгрывается еще за сотни километров от берега, он придет в эти места примерно часов через 20, а медузы уже слышат его и уходят на глубину.

слуховой анализатор, но и через рецепторы кожи. Возникающие под воздействием инфразвука, нервные импульсы нарушают согласованную работу различных отделов нервной системы, что может проявляться головокружением, тошнотой, затрудненным дыханием, чувством страха, при более интенсивном и продолжительном воздействии — кашлем, удушьем, нарушением психики. Инфразвуковые колебания даже небольшой интенсивности вызывают тошноту и звон в ушах, уменьшают остроту зрения.

XX век: гидроакустика и металлодетекция

Начало XX века ознаменовалось развитием гидролокации – обнаружения объектов под водой при помощи эха. Созданием первых эхолотов мы обязаны сразу нескольким учёным из разных стран: австрийцу Э. Бэму, англичанину Л. Ричардсону, американцу Р. Фессендену. Благодаря гидролокаторам, сканировавшим морские глубины, стало возможным находить подводные препятствия, затонувшие корабли, а в годы I мировой войны – вражеские субмарины.

Еще одним ультразвуковым направлением стало создание в начале 30-х годов дефектоскопов для поиска изъянов в металлических конструкциях. Своё место УЗ-металлодетекция нашла в промышленности. Одним из основателей данного метода стал российский учёный С.Я. Соколов.

Методы эхолокации и металлодетекции заложили фундамент для первых экспериментов с живыми организмами, которые и проводились приборами промышленного назначения.

1. Источники ультразвука

Частота сверхвысокочастотных ультразвуковых волн, применяемых в промышленности и биологии, лежит в диапазоне порядка нескольких МГц. Фокусировка таких пучков обычно осуществляется с помощью специальных звуковых линз и зеркал. Ультразвуковой пучок с необходимыми параметрами можно получить с помощью соответствующего преобразователя. Наиболее распространены керамические преобразователи из титанита бария. В тех случаях, когда основное значение имеет мощность ультразвукового пучка, обычно используются механические источники ультразвука. Первоначально все ультразвуковые волны получали механическим путем (камертоны, свистки, сирены).

В природе УЗ встречается как в качестве компоненты 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.

Излучатели ультразвука можно подразделить на две большие группы. К первой относятся излучатели-генераторы; колебания в них возбуждаются из-за наличия препятствий на пути постоянного потока — струи газа или жидкости. Вторая группа излучателей — электроакустические преобразователи; они преобразуют уже заданные колебания электрического напряжения или тока в механическое колебание твердого тела, которое и излучает в окружающую среду акустические волны.

1.1. Свисток Гальтона

Первый ультразвуковой свисток сделал в 1883 году англичанин Гальтон. Ультразвук здесь создается подобно звуку высокого тона на острие ножа, когда на него попадает поток воздуха. Роль такого острия в свистке Гальтона играет «губа» в маленькой цилиндрической резонансной полости. Газ, пропускаемый под высоким давлением через полый цилиндр, ударяется об эту «губу»; возникают колебания, частота которых (она составляет около 170 кГц) определяется размерами сопла и губы. Мощность свистка Гальтона невелика. В основном его применяют для подачи команд при дрессировке собак и кошек.

1.2. Жидкостный ультразвуковой свисток

Большинство ультразвуковых свистков можно приспособить для работы в жидкой среде. По сравнению с электрическими источниками ультразвука жидкостные ультразвуковые свистки маломощны, но иногда, например, для ультразвуковой гомогенизации, они обладают существенным преимуществом. Так как ультразвуковые волны возникают непосредственно в жидкой среде, то не происходит потери энергии ультразвуковых волн при переходе из одной среды в другую. Пожалуй, наиболее удачной является конструкция жидкостного ультразвукового свистка, изготовленного английскими учеными Коттелем и Гудменом в начале 50-х годов 20 века. В нем поток жидкости под высоким давлением выходит из эллиптического сопла и направляется на стальную пластинку. Различные модификации этой конструкции получили довольно широкое распространение для получения однородных сред. Благодаря простоте и устойчивости своей конструкции (разрушается только колеблющаяся пластинка) такие системы долговечны и недороги.

1.3. Сирена

Другая разновидность механических источников ультразвука — сирена. Она обладает относительно большой мощностью и применяется в милицейских и пожарных машинах. Все ротационные сирены состоят из камеры, закрытой сверху диском (статором), в котором сделано большое количество отверстий. Столько же отверстий имеется и на вращающемся внутри камеры диске — роторе. При вращении ротора положение отверстий в нём периодически совпадает с положением отверстий на статоре. В камеру непрерывно подаётся сжатый воздух, который вырывается из неё в те короткие мгновения, когда отверстия на роторе и статоре совпадают.

Основная задача при изготовлении сирен — это, во-первых, сделать как можно больше отверстий в роторе и, во-вторых, достичь большой скорости его вращения. Однако практически выполнить оба эти требования очень трудно.