Ультразвук и инфразвук Семенов Михаил, 9 класс 2009г

Ультразвук и
инфразвук
Семенов Михаил, 9 класс
2009г
Воспринимаемый ухом человека, или слышимый, звук имеет
частоты в диапазоне 20–20 000 Гц. Звуковые волны с более
низкими частотами называют инфразвуком, а с более
высокими – ультразвуком. Многие животные воспринимают
ультразвук, а некоторые и инфразвук.
Ультразвук — не изобретение человека, а открытие.
Создавать высокочастотный сигнал, не воспринимаемый
человеческим органом слуха, но воспринимаемый
животными способны, например, летучие мыши,
дельфины или луговые суслики, живущие в северных
равнинах Канады.
Птицы болезненно реагируют на
ультразвуковые частоты более 25 кГц,
что используется для отпугивания чаек
от водоёмов с питьевой водой.
Мелкие насекомые при своём полёте
создают ультразвуковые волны.
Летучие мыши, имея слабое зрение,
или вовсе не имея его, ориентируются
в полёте и ловят добычу методом
ультразвуковой локации. Они
излучают своим голосовым аппаратом
ультразвуковые импульсы с частотой
повторения несколько Гц и несущей
частотой 50—60 кГц.
Ультразвуковой импульс летучей мыши на расстоянии 10 см от ее рта,
сфотографированный с экрана осциллографа, частота ультразвука в импульсе 48
кГц.
Диапазон частот звуков, издаваемых и воспринимаемых
дельфином, лежит в пределах от 150 Гц до 150 000 Гц, что
значительно превосходит звуковой диапазон, слышимый
человеческим ухом.
Посылая сигналы, дельфин
поворачивает голову из
стороны в сторону в
пределах 20—30 градусов.
Когда луч встречает цель,
образуется отраженное эхо
— сигнал низкой частоты,
который воспринимается
ухом дельфина и
некоторыми участками
головы.
Высокочастотные сигналы,
предположительно,
воспринимаются через
пасть.
Применение ультразвука началось еще в
19-ом веке прошлого тысячелетия.
Первый генератор ультразвука сделал в
1883 году англичанин Франк Гальтон.
Ультразвук создавался подобно свисту на
острие ножа, если на него дуть. Таким
острием в свистке Гальтона был цилиндр с
острыми краями.
«Свисток Гальтона»
h=vt /2
Эхолокация
Ультразвук применяется для
обнаружения в литых деталях
различных дефектов.
Дефектоскопист на
Ленинградской верфи
На деталь направляют поток
коротких ультразвуковых
сигналов, которые отражаются
от находящихся внутри нее
неоднородностей ( поры,
трещины) и, возвращаясь,
регистрируются в приемнике.
Если дефектов нет, то сигналы
проходят сквозь деталь без
существенного отражения и не
регистрируются приемником.
Дефектоскопия
УЗИ
Ультразвуковое
исследование
(От 0,5 до 15 МГц)
Проходят через ткани,
частично отражаясь от
всех поверхностей,
представляющих
собой границы тканей
разного состава и
плотности.
Звуковое изображение человеческого плода возраста 17 недель,
полученное с помощью ультразвука частотой 5 МГц.
Колокольный ультразвук
Современная медицина пришла к выводу, что
колокольный звон с успехом лечит целый ряд
психических и психосоматических заболеваний
Звучащие колокола кроме слышимых человеческим ухом
частот излучают ультра- и инфразвуковые волны.
Аудиозапись не может передавать ни ИНФРА-, ни
УЛЬТРАЗВУК (в силу ограниченности своего частотного
диапазона). Поэтому применительно к инфра- и
ультразвуковым характеристикам звучащих колоколов
речь идет только о "ЖИВЫХ" звуках колоколов./
Шведские ученые еще в 70-х гг. ХХ в. открыли, что звуки
колокола, содержащие в себе резонансное
ультразвуковое излучение, буквально за считанные
секунды убивают болезнетворные вирусы (в частности,
возбудителей тифа, гепатита и гриппа и др.).
Колокольный звон способен избавить человека от
стрессового состояния, помочь ему быстрее пройти
психотерапевтическую реабилитацию и вернуться к
нормальной жизни (в т.ч. после перенесенных
чрезвычайных нервных потрясений).
Отпугивание животных
Диапазон ультразвуковых отпугивателей выше
человеческого и рассчитан на грызунов,
бездомных собак, кротов и других
«непрошенных гостей».
Это генератор частот диапазона примерно 1870 кГц.
Излучение имеет определенную силу,
выраженную в децибелах, что делает
ультразвук отпугивателя «давящим». Частота
излучения отпугивателя меняется с целью
исключить привыкание к ультразвуку у
животных.
Уровень звукового давления 75-120 дицибел.
Инфразвук часто встречается в
природе.
Его источниками являются
землетрясения, извержения
вулканов, водопады, возникает он
также при грозах, сильном ветре.
Волна инфразвука, дойдя до
поверхности Земли от центра
землетрясения, превращается в Lволну, которая и вызывает
наблюдаемые многочисленные
разрушения.
Такие же, но более слабые, волны
возникают при подземных ядерных
взрывах.
Инфразвук возникает при работе
промышленных установок,
автомобилей, тракторов и бытовых
приборов.
Сельскохозяйственные тракторы на
резиновом ходу и грузовики имеют
максимальные вибрации в диапазоне
1,5–3,5 Гц, гусеничные тракторы –
около 5 Гц.
Такие звуки не слышны, тем не менее
они оказывают действие на организм
человека: появляется повышенная
нервозность, чувство страха, приступы
тошноты.
Инфразвук мало поглощается воздухом и водой.
Поэтому он распространяется на расстояние до
нескольких сотен километров.
В воде инфразвук распространяется в 5 раз
быстрее, чем в воздухе. Морские обитатели
(медузы, ракообразные и др.) слышат наступающий
шторм задолго до его появления.
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 слоев атмосферы,
свойств водной среды.
Свойство инфразвука вызывать
страх используется полицией в
ряде стран мира.
При необходимости разогнать
толпу полицейские включают
мощные генераторы ультразвука,
частоты которых отличаются на 5–
9 Гц. Ультразвук не слышен, однако
биения, возникающие из-за
различия частот генераторов,
имеют инфразвуковую частоту и
вызывают у многих людей
неосознанное чувство страха,
желание поскорее уйти из места,
где действует инфразвук.