ИНФРАЗВУК. Кузьмин Миша 11 класс

ИНФРАЗВУК. Инфразвук ( от лат. – ниже, под ), упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами ниже области слышимых человеком частот. Обычно за верхнюю границу инфразвуковой области принимают частоты Гн. Нижняя граница инфразвукового диапазона неопределённа. Инфразвук содержатся в шуме атмосферы, леса и моря; их источник- турбулентность атмосферы и ветер. Источником инфразвуковых колебаний являются грозовые разряды (гром), а также взрывы и орудийные выстрелы. В земной коре наблюдаются сотрясения и вибрации инфразвуковых частот от самых разнообразных источников ( от взрывов, обвалов). Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах, вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море даёт возможность предсказания стихийного бедствия- цунами. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоёв атмосферы, свойств водной среды. Приём и измерение инфразвука производится спец. Микрофонами, гидрофонами, геофонами или виброметрами.

УЛЬТРАЗВУК Ультразвук, колебания и волны с частотами приблизительно от 1,5-2 на 10 в четвёртой Гц до 1 Ггц. Область частот ультразвука можно подразделить на три подобласти: ультразвук низких частот ( 1,5 на 10 в четвёртой-10 в пятой гц) УЧН, ультразвук средних частот (10 в пятой-10 в седьмой Гц)- УСЧ и область высоких частот (10 в седьмой-10 в девятой Гц)-УЗВЧ. Каждая из этих подобластей характеризуется своими специфическими особенностями генерации, приёма, распространения и применения. Физические свойства и особенности распространения ультразвука. По своей физич. Природе У. представляет собой упругие волны и в этом он не отличается от звука. Частотная граница между звуковыми и ультразвуковыми волнами поэтому условна; она определяется субъективными свойствами человеч. Слуха и соответствует усреднённой верхней границе слышимого звука. Однако благодаря более высоким частотам и, следовательно, малым длинам волн имеет место ряд особенностей распространения ультр,.

газах распространяется с большим затуханием, в жидкостях и твёрдых телах являются хорошими проводниками. Совокупность уплотнений и разрежений, сопровождающая распространение ультразвуковой волны, представляет собой своеобразную решётку, дифракцию световых волн на которой можно наблюдать в оптически прозрачных телах. Малая длина ультразвуковых волн является основой для того, чтобы рассматривать их распространение в ряде случаев методами геометрической акустики. Физически это приводит к лучевой картине распространения. Отсюда вытекает такие свойства ультразвука как возможность геометрического отражения и преломления, а также фокусировки звука. (рис. 1) Следующая важная особенность ультразвука- возможность получения большой интенсивности даже при сравнительно небольших амплитудах колебаний, т.к. при данной амплитуде плотность потока энергии пропорциональна квадрату частоты. Ультразвуковые волны большой интенсивности сопровождаются рядом эффектов, которые могут быть описаны лишь законами нелинейной акустики. Так, распространению ультразвуковых волн в газах и в жидкостях сопутствует движение среды, которое назначается акустическим течением (рис. 2).

Ультразвук находит широкое применение в науке и технике, где его получают с помощью различных механических ( например, сирена) и электромеханических устройств. Источники ультразвука устанавливают на кораблях и подводных лодках. Посылая короткие импульсы ультразвуковых волн, можно уловить их отражения от дна или каких-либо других предметов. По времени запаздывания отражённой волны можно судить о расстоянии до препятствия. Использующиеся при этом эхолоты и гидролокаторы позволяют измерять глубину моря, решать различные навигационные задачи (плавание вблизи скал), осуществлять рыбопромысловую разведку (обнаруживать косяки рыб), а также решать военные задачи (поиски подводных лодок противника). В промышленности по отражению ультразвука от трещин в металлических отливках судят о дефектах в изделиях. Ультразвуки дробят жидкие и твёрдые вещества, образуя различные эмульсии и суспензии. С помощью ультразвука удаётся осуществить пайку алюминиевых изделий, что с помощью других методов сделать не удаётся. Преобразование ультразвука в электрические колебания, а их затем в свет позволяет осуществить звуковидение. При помощи звуковидения можно видеть предметы в непрозрачной для света воде. В медицине при помощи ультразвука осуществляют сварку сломанных костей, обнаруживает опухоли. Биологическое действие ультразвука (приводящее к гибели микробов) позволяет использовать его для стерилизации молока, лекарственных веществ, а также медицинских инструментов.