Čo je to ultrazvuk?

Ultrazvuk - tomu fyzik rozumie

• Zvuk, tj. Vlnové výkyvy tlaku vzduchu, ktoré je možné počuť, je v skutočnosti známy každému. Ucho je na to citlivé.
• Frekvencia, s ktorou kmitá, je charakteristická pre jav vlny.
• Frekvencia je uvedená v jednotke „Hertz“ (skrátene: Hz). 1 Hz znamená, že dochádza k 1 oscilácii za sekundu. Už z tejto definície vidíte, že máte do činenia s rýchlymi procesmi.
• Frekvencia zvukových vĺn, ktoré človek v mladosti počuje, sa pohybuje okolo 20 000 Hz a je viditeľná ako píšťalka. S pribúdajúcim vekom však táto hranica sluchu klesá.
• Nad touto hranicou 20 000 Hz sa hovorí o ultrazvuku. Ultrazvukové vlny, ktoré ľudia nepočujú, sa líšia od zvukových vĺn v počuteľnej oblasti iba svojou vyššou frekvenciou a s ňou spojenou menšou vlnovou dĺžkou.


Počuteľné frekvencie - informácie

Aké frekvencie môže ľudské ucho skutočne počuť? Tu sa nedozviete ...

instagram viewer
• Psy a najmä netopiere môžu vnímať frekvencie z tohto ultrazvukového rozsahu až 100 000 Hz.
• Ultrazvuk sa teda chápe ako rozsah zvukových vĺn, ktoré sú tiež založené na vibráciách vzduchu, ale sú pre vysoké ucho ľudským uchom nepostrehnuteľné.
• Mimochodom: infrazvuk sa nazýva rozsah pod hranicou ľudského sluchu okolo 16-20 Hz.

Takto sa generuje ultrazvuk

• Kremenné oscilátory sú ideálne na generovanie ultrazvuku a na jeho detekciu ako ultrazvukového detektora.
• Ak sa na malý kremeň, ktorý bol zvyčajne vyrezaný z jedného kryštálu ako vločka, aplikuje elektrické napätie prostredníctvom elektród uložených v pare, kryštál sa stiahne. Tento efekt sa používa v literatúra niekedy sa nazýva elektrostrikcia.
• Ak budíte tento kryštál striedavým napätím, bude sa periodicky s napätím časovo skracovať a predlžovať, bude vibrovať. Takéto deformačné vibrácie sú obzvlášť výrazné, keď sa vzrušujúca striedavá frekvencia zhoduje s oscilačnou frekvenciou kryštálu (prípad rezonancie). Prirodzená frekvencia napríklad kremennej platne je tým väčšia, čím je tenšia.
• Frekvencie týchto kremenných oscilátorov zahŕňajú - v závislosti od ich veľkosti - rozsah od 1 000 Hz do približne 150 MHz (1 MHz = 10⁶ Hz; zodpovedá 1 miliónu vibrácií za sekundu!).
• Napríklad pre frekvenciu 30 MHz je potrebná doska s hrúbkou iba 0,1 mm.

Ultrazvuk v sonografii - jednoducho vysvetlené

• Najdôležitejšou lekárskou ultrazvukovou aplikáciou je sonografia, pri ktorej sa používajú frekvencie až 40 MHz (zodpovedajúce vlnovej dĺžke 0,1 mm).
• V roku 1965 ultrazvukové zariadenie ukázalo prvé záznamy nenarodených detí bez oneskorenia ako sonografiu na monitore.
• Ultrazvuk si medzitým podmanil aj mnohé ďalšie oblasti medicíny, pretože v porovnaní s röntgenovými lúčmi, ktoré sa používajú aj v medicíne, je neškodný pre tkanivá.
• Ultrazvuk sa štandardne používa na vyšetrenie štítnej žľazy, srdca, obličiek a žlčníka (kamene?), Močových ciest a močového mechúra, ako aj na objasnenie akumulácie vody v bruchu.
• Meniče lekárskych ultrazvukových prístrojov obsahujú piezo -meniče ako platničky, kotúče alebo Tyče a dodávajú ultrazvukové vlny v rozsahu MHz, ktoré robia povrch kremeňa kolmým opúšťať.
• Zariadenia pracujú na takzvanom princípe pulznej ozveny: krátke zvukové impulzy prechádzajú telom, to znamená cez kožu, tukové tkanivo, cievy a vnútorné orgány.
• Zjednodušene sa tento princíp chápe takto: Pri prechodoch medzi rôznymi druhmi tkaniva sa časť zvuku odráža a vytvárajú sa ozveny, ktoré prevodník registruje. Čím neskôr príde ozvena, tým hlbšie zvuk preniká do tela. Všetky ozveny je potom možné spojiť a vytvoriť obraz.