Ультразвук

Ультразвук — пружні звукові коливання високої частоти.

Ø Звукові хвилі із частотою, вищою за звуковий діапазон, називають ультразвуком.

Ø Зазвичай ультразвуковим діапазоном уважають смугу частот від 20 000 до мільярда Гц. Звукові коливання з більш високою частотою називають гіперзвуком.

Випромінювачі ультразвуку можна розділити на дві великі групи. До першої належать випромінювачі-генератори, коливання в яких збуджуються через наявність перешкод на шляху постійного потоку — струменя газу або рідини. Друга група випромінювачів — електроакустичні перетворювачі; вони перетворюють уже задані коливання електричної напруги або струму на механічне коливання твердого тіла, що й випромінює в навколишнє середовище акустичні хвилі.

У природі ультразвук трапляється як компонент багатьох природних шумів (у шумі вітру, водоспаду, дощу, у шумі гальки, яку перекочує морська хвиля, у звуках, що супроводжують грозові розряди, і т. ін.), у тому числі і серед звуків тваринного миру. Деякі тварини користуються ультразвуковими хвилями для виявлення перешкод, орієнтування в просторі.

Кажани, що використовують для нічного орієнтування ехолокацію, випускають при цьому ротом або носовим отвором у формі параболічного дзеркала сигнали надзвичайно високої інтенсивності. При цьому кажани можуть обходити під час польоту перешкоди навіть у тому випадку, коли на ехолокаційні сигнали накладаються ультразвукові перешкоди.

У нічних метеликів із родини ведмедиць розвинувся генератор ультразвукових перешкод, що збиває зі сліду кажанів, які полюють на цих комах.

Ехолокацію використовують для навігації й птахи. Населяють вони гірські печери Латинської Америки — від Панами на північному заході до Перу на півдні й Суринаму на сході. Живучи в непроглядній темряві, птахи пристосувалися віртуозно літати по печерах. Вони видають неголосні звуки, схожі на клацання, які сприймає і людське вухо (їх частота приблизно 7000 Гц). Кожне клацання триває одну-дві мілісекунди. Звук клацання відбивається від стін підземелля, різних виступів і перешкод і сприймається чутливим слухом птаха.

Ультразвуковою ехолокацією у воді користуються китоподібні.

Завдяки гарному поширенню ультразвуку у м’яких тканинах людини, його відносній нешкідливості порівняно з рентгенівськими променями й простоті використання ультразвук широко застосовують для спостереження за станом внутрішніх органів людини, особливо в черевній порожнині й порожнині таза.

Ультразвук має лікувальну дію: протизапальну, розсмоктувальну, спазмолітичну.

На звичайних металорізальних верстатах не можна просвердлити в металевій деталі вузький отвір складної форми, наприклад у вигляді п’ятикутної зірки. За допомогою ультразвуку це можливо: магнітострикційний вібратор може просвердлити отвір будь-якої форми. Ультразвукове долото цілком заміняє фрезерний верстат. Ультразвуком можна навіть робити гвинтову нарізку в металевих деталях, у склі, рубіні, алмазі.

Ультразвукове зварювання передбачає зварювання тиском, здійснюване під дією ультразвукових коливань. Такий вид зварювання застосовують для сполучення деталей, нагрівання яких утруднено, або під час з’єднання різнорідних металів або металів з міцними окисними плівками (алюміній, нержавіючі сталі, магнітопроводи з пермалою й т. ін.). Ультразвукове зварювання застосовують, наприклад, під час виробництва інтегральних мікросхем.