Образование звуковой волны. Звук, звуковая волна, инфразвук, ультразвук

Инфофиз – мой мир..

Образование звуковой волны. Звук, звуковая волна, инфразвук, ультразвук

   Звук – это упругие продольные волны частотой от 20 Гц до 20000 Гц, вызывающие у человека слуховые ощущения.

   Источник звука – различные колеблющиеся тела, например туго натянутая струна или тонкая стальная пластина, зажатая с одной стороны.

   Как возникают колебательные движения? Достаточно оттянуть и отпустить струну музыкального инструмента или стальную пластину, зажатую одним концом в тисках, как они будут издавать звук. Колебания струны или металлической пластинки передаются окружающему воздуху.

Когда пластинка отклонится, например в правую сторону, она уплотняет (сжимает) слои воздуха, прилегающие к ней справа; при этом слой воздуха, прилегающий к пластине с левой стороны, разредится. При отклонении пластины в левую сторону она сжимает слои воздуха слева и разрежает слои воздуха, прилегающие к ней с правой стороны, и т.д.

Сжатие и разрежение прилегающих к пластине слоев воздуха будет передаваться соседним слоям. Этот процесс будет периодически повторяться, постепенно ослабевая, до полного прекращения колебаний .

   Таким образом колебания струны или пластинки возбуждают колебания окружающего воздуха и, распространяясь, достигают уха человека, заставляя колебаться его барабанную перепонку, вызывая раздражение слухового нерва, воспринимаемое нами как звук.

   Скорость распространения звуковых волн в разных средах неодинакова. Она зависит от упругости среды, в которой они распространяются. Медленнее всего звук распространяется в газах.

В воздухе скорость распространения звуковых колебаний в среднем равна 330 м/с, однако она может изменяться в зависимости от его влажности, давления и температуры. В безвоздушном пространстве звук не распространяется. В жидкостях звук распространяется быстрее.

 В твердых телах – еще быстрее. В стальном рельсе, например, звук распространяется со скоростью » 5000 м/с.

   При распространении звука в атомы и молекулы колеблются вдоль направления распространения волны, значит звук – продольная волна.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКА

    1. Громкость. Громкость зависит от амплитуды колебаний в звуковой волне. Громкость звука определяется амплитудой волны.

   За единицу громкости звука принят 1 Бел (в честь Александра Грэхема Белла, изобретателя телефона). Громкость звука равна 1 Б, если его мощность в 10 раз больше порога слышимости.

   На практике громкость измеряют в децибелах (дБ).

   1 дБ = 0,1Б. 10 дБ – шепот; 20–30 дБ – норма шума в жилых помещениях;    50 дБ – разговор средней громкости;   70 дБ – шум пишущей машинки;   80 дБ – шум работающего двигателя грузового автомобиля;   120 дБ – шум работающего трактора на расстоянии 1 м

   130 дБ – порог болевого ощущения.

   Звук громкостью свыше 180 дБ может даже вызвать разрыв барабанной перепонки.

   2. Высота тонаВысота звука определяется частотой волны, или частотой колебаний источника звука.

   Звуки человеческого голоса по высоте делят на несколько диапазонов:

  • бас – 80–350 Гц,
  • баритон – 110–149 Гц,
  • тенор – 130–520 Гц,
  • дискант – 260–1000 Гц,
  • сопрано – 260–1050 Гц,
  • колоратурное сопрано – до 1400 Гц.

   Человеческое ухо способно воспринимать упругие волны с частотой примерно от 16 Гц до 20 кГц. А как мы слыщим?

   Слуховой анализатор человека – ухо – состоит их четырех частей:

   Наружное ухо

   К наружному уху относятся ушная раковина, слуховой проход и барабанная перепонка, которая закрывает внутренний конец слухового прохода. Слуховой проход имеет неправильную изогнутую форму.

У взрослого человека длина его составляет около 2,5 см, а диаметр около 8 мм. Поверхность слухового прохода покрыта волосками и содержит железы, выделяющие ушную серу, которая необходима для поддержания влажности кожи.

Слуховой проход обеспечивает также постоянную температуру и влажность барабанной перепонки.

   Среднее ухо

   Среднее ухо – это заполненная воздухом полость за барабанной перепонкой. Эта полость соединяется с носоглоткой посредством евстахиевой трубы – узкого хрящевого канала, который обычно находится в закрытом состоянии.

Глотательные движения открывают евстахиеву трубу, что обеспечивает поступление воздуха в полость и выравнивание давления по обе стороны барабанной перепонки для ее оптимальной подвижности.

В полости среднего уха находятся три миниатюрные слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремя.

Одним концом молоточек соединен с барабанной перепонкой, другой его конец связан с наковальней, которая, в свою очередь соединена со стременем, а стремя с улиткой внутреннего уха. Барабанная перепонка постоянно колеблется под действием улавливаемых ухом звуков, а слуховые косточки передают ее колебания во внутреннее ухо.

   Внутреннее ухо

   Во внутреннем ухе содержится несколько структур, но к слуху отношение имеет только улитка, получившая свое название из-за спиральной формы. Улитка разделена на три канала, заполненные лимфатическими жидкостями. Жидкость в среднем канале отличается по составу от жидкости в двух других каналах.

Орган, непосредственно ответственный за слух (Кортиев орган), находится в среднем канале.

Кортиев орган содержит около 30000 волосковых клеток, которые улавливают колебания жидкости в канале, вызванные движением стремени, и генерируют электрические импульсы, которые по слуховому нерву передаются к слуховой зоне коры головного мозга.

Каждая волосковая клетка реагирует на определенную звуковую частоту, причем высокие частоты улавливаются клетками нижней части улитки, а клетки, настроенные на низкие частоты, располагаются в верхней части улитки. Если волосковые клетки по каким-либо причинам гибнут, человек перестает воспринимать звуки соответствующих частот.

   Слуховые проводящие пути

   Слуховые проводящие пути – это совокупность нервных волокон, проводящих нервные импульсы от улитки к слуховым центрам коры головного мозга, в результате чего возникает слуховое ощущение. Слуховые центры расположены в височных долях головного мозга. Время, потраченное на прохождение слухового сигнала от внешнего уха к слуховым центрам мозга, составляет около 10 миллисекунд.

   Восприятие звука

   Ухо последовательно преобразует звуки в механические колебания барабанной перепонки и слуховых косточек, затем в колебания жидкости в улитке и, наконец, в электрические импульсы, которые по проводящим путям центральной слуховой системы передаются в височные доли мозга для распознавания и обработки.

Мозг и промежуточные узлы слуховых проводящих путей извлекают не только информацию о высоте и громкости звука, но и другие характеристики звука, например, интервал времени между моментами улавливания звука правым и левым ухом – на этом основана способность человека определять направление, по которому приходит звук.

При этом мозг оценивает как информацию, полученную от каждого уха в отдельности, так и объединяет всю полученную информацию в единое ощущение.

   В нашем мозгу хранятся «шаблоны» окружающих нас звуков – знакомых , музыки, опасных звуков и т.д. Это помогает мозгу в процессе обработки информации о звуке быстрее отличить знакомые звуки от незнакомых.

При снижении слуха мозг начинает получать искаженную информацию (звуки становятся более тихими), что приводит к ошибкам в интерпретации звуков.

С другой стороны, нарушения в работе мозга в результате старения, травмы головы или неврологических болезней и расстройств могут сопровождаться симптомами, похожими на симптомы снижения слуха, например, невнимательность, отрешенность от окружения, неадекватная реакция.

Для того чтобы правильно слышать и понимать звуки, необходима согласованная работа слухового анализатора и мозга. Таким образом, без преувеличения можно сказать, что человек слышит не ушами, а мозгом!

   Животные в качестве звука воспринимают волны иных частот.

   Ультразвук – продольные волны с частотой превышающей 20 000Гц.

Применение ультразвука.

   С помощью гидролокаторов установленных на кораблях измеряют глубину моря, обнаруживают косяки рыб, встречный айсберг или подводную лодку.

   Ультразвук используют в промышленности для обнаружения дефектов в изделиях.

   В медицине при помощи ультразвука осуществляют сварку костей, обнаруживают опухоли, осуществляют диагностику заболеваний.

   Биологическое действие ультразвука позволяет использовать его для стерилизации молока, лекарственных веществ, а также медицинских инструментов.

   Совершенные ультразвуковые локаторы имеют летучие мыши и дельфины.

по теме “Звуковые волны”:

Источники звука Звуковые волны

Источник: http://infofiz.ru/index.php/mirfiziki/lkf/121-lk15f

Звуковые волны. Инфразвук, ультразвук, гиперзвук и его применение в технике и технологиях

Образование звуковой волны. Звук, звуковая волна, инфразвук, ультразвук

Под звуком понимают упругие волны среды, воспринимаемые ухом человека. Опыт показывает, что наше ухо воспринимает как звук механические колебания, частота которых лежит в пределах от 20 Гц до 20 кГц. Упругие волны с частотой менее 20 Гц называются инфразвуком, с частотой более 20 кГц – ультразвуком.

Звук может распространяться в виде продольных и поперечных волн. В газообразной и жидкой фазе возникают только продольные волны, в твердых телах, помимо продольных, возникают также и поперечные волны.

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ – механические колебания, частоты которых лежат в пределах звуковых частот. Могут распространяться в любой среде. Они излучаются телом, находящимся в этой среде и совершающим звуковые колебания.

Для гармонической звуковой волны длина волны λ определяется соотношением

λ = νT,   где ν – скорость звуковых волн в среде, а Т – период волны. Скорость ν зависит от свойств среды: она тем больше, чем больше упругость среды и чем меньше её плотность.

Значение ν достигает для упругих твердых тел 5000 м/с, а для газов – сотен метров в секунду, в частности для воздуха ν = 330 м/с (при температуре 00).

Следовательно, длины звуковых волн в воздухе лежат в пределах от 16 м до 2 см и соответствуют диапазону звуковых частот от 20 Гц до 15 кГц.

Ультразвук –  упругие волны высокой частоты, которым посвящены специальные разделы науки и техники.  Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 до нескольких миллиардов герц.

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.

Хотя о существовании ультразвука ученым было известно давно, практическое использование его в науке, технике и промышленности началось сравнительно недавно.

Впервые идея практического использования ультразвука возникла, как известно, в первой половине прошедшего века в связи с разработкой методов и приборов для обнаружения в глубине моря различных объектов: подводных лодок, рифов, подводных частей айсбергов и т.д.

Хотя о существовании ультразвука ученым было известно давно, практическое использование его в науке, технике и промышленности началось сравнительно недавно. Сейчас ультразвук широко применяется в различных областях физики, технологии, химии и медицины.

Благодаря хорошему распространению ультразвука в мягких тканях человека, его относительной безвредности по сравнению с рентгеновскими лучами и простотой использования в сравнении с магнитно-резонансной томографией ультразвук широко применяется для визуализации состояния внутренних органов человека, особенно в брюшной полости и полости таза. Ультразвук обладает действием:

§     противовоспалительным, рассасывающим

§     аналгезирующим, спазмолитическим

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы. Расчет стоимостиГарантииОтзывы

§     кавитационным усилением проницаемости кожи

На обычных металлорежущих станках нельзя просверлить в металлической детали узкое отверстие сложной формы, например в виде пятиконечной звезды. С помощью ультразвука это возможно, магнитострикционный вибратор может просверлить отверстие любой формы.

Ультразвуковое долото вполне заменяет фрезерный станок. При этом такое долото намного проще фрезерного станка и обрабатывать им металлические детали дешевле и быстрее, чем фрезерным станком. Широко применяется ультразвук для приготовления однородных смесей (гомогенизации).

Способность ультразвука разрывать оболочки клеток нашла применение в биологических исследованиях, например, при необходимости отделить клетку от ферментов.

Ультразвук применяют для интенсификации гальванических процессов и улучшения качества покрытий, получаемых электрохимическим способом.

Инфразву́к (от лат. infra — ниже, под) — упругие волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. За верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16—25 Гц.

Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0.001 Гц. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей герц, то есть с периодами в десяток секунд.

Естественные источники

Возникает при землетрясениях, во время бурь и ураганов, цунами. При помощи достаточно сильных инфразвуков (более 60 дБ) общаются между собой киты.

Техногенные источники

К основным техногенным источникам инфразвука относится мощное оборудование — станки, котельные, транспорт, подводные и подземные взрывы. Кроме того, инфразвук излучают ветряные электростанции и, в некоторых случаях, вентиляционные шахты.

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 (кроме понятий, связанных с уровнем звука).

Инфразвук слабо поглощается средой, поэтому может распространяться на значительные расстояния от источника. Из-за очень большой длины волны ярко выражена дифракция. ИНФРАЗВУКОВЫЕ АППАРАТЫ (И.а.), машины или устройства, в к-рых для интенсификации технол. процессов в жидких средах используются низкочастотные акустич. колебания.

В И. а. реализуются след. физ. эффекты (один или неск. одновременно): кавитация, высокоамплитудное знакопеременное и радиационное (звукового излучения) давления, знакопеременные потоки жидкости, акустич.

течения (звуковой ветер), дегазация жидкости и образование в ней множества газовых пузырьков и их равновесных слоев, сдвиг фаз колебаний между взвешенными частицами и жидкостью. Эти эффекты значительно ускоряют окислит.-восстановит., электрохим. и др. р-ции, интенсифицируют в 2-4 раза пром.

процессы перемешивания, фильтрования, растворения и диспергирования твердых Материалов в жидкостях, разделения, классификации и обезвоживания суспензий, а также очистку деталей и механизмов и т.д. Применение инфразвука позволяет в неск. раз снизить уд.

энерго- и металлоемкость и габаритные размеры аппаратов, а также обрабатывать жидкости непосредственно в потоке при транспортировании их по трубопроводам, что исключает установку смесителей и др. устройств. Одна из наиб. распространенных областей применения инфразвука – перемешивание суспензий.

Гиперзвук — упругие волны с частотами от 109 до 1012—1018 Гц. По физической природе гиперзвук не отличается от звуковых и ультразвуковых волн. Гиперзвук часто представляют как поток квазичастиц — фононов.

В воздухе при нормальных условиях гиперзвук не распространяется вследствие сильного поглощения. Наиболее существенны взаимодействия гиперзвука с квазичастицами в среде — сэлектронами проводимости, тепловыми фононами, магнонами.

Свойства гиперзвука позволяют использовать его как инструмент исследования состояния вещества. Особенно велико его значение для изучения физики твёрдого тела. В области технических применений, развитие которых только начинается, уже сейчас существенно его использование для т. н. акустических линий задержки в области СВЧ (ультразвуковые линии задержки).

Источник: https://students-library.com/library/read/52042-zvukovye-volny-infrazvuk-ultrazvuk-giperzvuk-i-ego-primenenie-v-tehnike-i-tehnologiah

Инфразвук и его губительное воздействие на людей

Образование звуковой волны. Звук, звуковая волна, инфразвук, ультразвук

Вторым по важности из органов чувств (после зрения) является слух. Однако, получая большой объем звуковой информации, мало кто задумывается, чем на самом деле является звук.

Источник изображения: pixabay.com

Как такового звука в природе самого по себе нет, а есть механические колебания упругой среды (воздуха, воды и прочего), которые воспринимаются человеческим ухом и преобразуются мозгом в слышимые звуки.

Однако слуховые рецепторы и мозг человека устроены таким образом, что способны преобразовывать колебания среды расположенные в пределах от 16 до 20 000 герц (1 герц это 1 колебание среды в секунду – частота). Эти колебания и являются слышимыми звуками.

Однако колебания упругой среды могут проходить с частотой ниже 16 Гц и выше 20 кГц. Такие колебания неслышимы для человека, но могут оказывать на него различное влияние.

В первом случае звуковые колебания имеют низкую частоту и называются инфразвуком, во втором варианте колебания высокой частоты именующиеся ультразвуком.

Инфразвук

Инфразвуковые волны обладают малой частотой и могут распространяться на очень большие расстояния. Средой его распространения являются обычно воздух, вода, земная кора.

Источники инфразвука самые различные – это землетрясения, ядерные взрывы, ветер, гром, вентиляторы и автомобили, человеческое тело (органы человека излучают волны различной частоты), часть криков животных.

Затухает инфразвук слабо, гасить его могут крупные объекты вроде скал иди больших зданий.

«Голос моря» — инфразвуковые волны, возникающие над поверхностью моря из-за вихреобразования за волновыми гребнями при воздействии на них сильного ветра. Источник изображения: wikimedia.org

Одним из проявлений инфразвука является так называемый “Голос моря”, низкочастотные звуки иногда слышимые отдельными людьми. Они возникают при сильном ветре дующем над морской поверхностью.

В такой ситуации за гребнями волн возможно образование вихрей, они-то и порождают инфразвук.

Способность инфразвука распространяться на большие расстояния позволяет предсказывать такое грозное явление как цунами.

Воздействие инфразвука на человека и животных

Поскольку различные органы человеческого организма и животных имеют собственную частоту функционирования (тоже входящую в инфразвуковой диапазон), то вполне логичным будет предположение о взаимодействии внешнего инфразвука с органами человека и животных. Кроме того, слуховые органы человека и различных представителей животного мира между собой различаются очень сильно, так что можно ожидать от части животных способность слышать неслышимый для человека инфразвук.

Медузы чувствуют инфразвук, возникающий во время шторма. Источник изображения: iexplore.com

На самом деле индикатором приближающегося шторма или цунами могут служить медузы. Они способны слышать инфразвук в пределах от 8 до 13 Гц.

Звук в воде распространяется гораздо быстрее и на бОльшие расстояния, чем в воздухе. Шторм или цунами начались за сотни километров, придут к побережью часов через 15-20, но медузы уже его почувствовали и ушли с поверхности моря на глубину.

Уход медуз практически наверняка связан с предстоящими большими волнами.

Группа Эда Уолша из Омахи зафиксировала, что бенгальские, суматранские и уссурийские тигры издают инфразвук “слышимый” на расстоянии в несколько километров. Предполагается, что таким образом тигры могут обмениваться между собой информацией.

Слоны могут общаться друг с другом посредством инфразвуковых сигналов. Источник изображения: www.kotafoundation.

org

“Телепатия” слонов, о которой рассказывали некоторые известные ученые, также нашла свое подтверждение благодаря недавно доказанному обмену данных между слонами посредством инфразвука.

Давно установлено, что морские млекопитающие могут передавать друг другу информацию находясь на расстоянии в сотни километров. Раньше полагали, что передача осуществляется исключительно ультразвуком, но и инфразвук, как выяснилось, вносит свою лепту.

Человек не слышит инфразвуки по определению, но это не значит, что человеческий организм его не ощущает. Экспериментально доказано во время подготовки космонавтов к полетам, что облучаемые инфразвуком с частотой 4-8 Гц люди хуже решают задачи по математике. Также при этой частоте наступает явление резонанса, представляющее угрозу здоровью, в брюшной полости человека.

Инфразвук негативно влияет на состояние здоровья человеческого организма. Источник изображения: defense.gouv.tg

Самый сильный резонанс имеют легкие и сердце.

Когда частоты внешнего инфразвука и колебаний этих органов совпадают, то вследствие резонанса возможна остановка сердца или повреждения легких.

При воздействии инфразвука на мозг наблюдается его влияние схожее с действием алкогольных напитков. При этом работа мозга резко угнетается.

Из других эффектов звукового воздействия на человека отмечается падение артериального давления, сбой дыхания, увеличенная утомляемость, рвота и судороги.

Спорадическое появление кораблей с мертвыми экипажами или необъяснимо брошенными своей командой (“Летучих голландцев”), многие объясняют инфразвуком, возникшем в океане. Одна из самых популярных версий связанных с исчезновением смотрителей маяка на острове Эйлин Мор также связана с воздействием на персонал инфразвука порожденного морем.

Инфразвуковое оружие

Постер к к/ф “Белый шум”. Источник изображения: movie.hu

Поскольку инфразвук негативно воздействует на человека, то идея попробовать использовать его, как военное средство выглядит заманчиво.

Во время Второй Мировой войны германские специалисты создали инфразвуковую пушку Luftkanone, целью которой являлось уничтожение самолетов союзников.

Чтобы убедить руководство люфтваффе в эффективности своего оружия, его создатель Циппермайер провел показательный эксперимент, на котором была расщеплена доска толщиной 10 см. Однако дальнейшие эксперименты не дали внятного эффекта, военного применения оружие не нашло.

Инфразвуковое оружие — оружие, использующее в качестве поражающего средства достаточно сильный инфразвук. Источник изображения: www.nautilus.org.

pl

В дальнейшем, перспективы развития инфразвукового оружия интересовали военных нескольких стран, но о прорыве в этой области никто пока не заявлял.

Правда есть сведения, что во время атаки Югославии войсками НАТО применялись опытные образцы инфразвукового оружия, но о результатах воздействия ничего не известно.

P.S. Именно воздействием инфразвуковой пушки на водителя некоторые исследователи объясняют автокатастрофу, приведшую к гибели леди Дианы и Доди аль Файеда. В этом случае стены тоннеля, в котором произошла авария, могли выступить в качестве резонатора.

Если вам понравилась статья,топоставьте лайкиподпишитесь на каналНАУЧПОП.Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!

Источник: https://zen.yandex.ru/media/popsci/infrazvuk-i-ego-gubitelnoe-vozdeistvie-na-liudei-5c49a71ee8ec5800ad623914

Инфразвук и ультразвук – неслышимые звуки

Образование звуковой волны. Звук, звуковая волна, инфразвук, ультразвук
Подробности Категория: Акустика 02.10.2014 18:33 5378

Среди звуковых волн есть такие, которые ухо человека не воспринимает. Это инфразвук и ультразвук. В природе они распространены так же широко, как и слышимый звук.

Звуки, которые мы слышим, находятся в диапазоне 16-20 000 Гц. Все звуковые волны, частота которых ниже 16 Гц, называются инфразвуком. А звуки с частотой выше 20 000 Гц считаются ультразвуком.

Инфразвук

Верхней границей инфразвукового диапазона считают частоту 16 Гц. А за нижнюю условно принята частота 0,001 Гц.

Природными источниками инфразвука могут быть извержения вулканов, грозовые разряды, землетрясения, сильный ветер во время ураганов и бурь и т.д. Издают инфразвук киты и слоны.

Техногенные источники – выстрелы крупных орудий, подводные, подземные и наземные взрывы, работающие двигатели реактивных самолётов, тяжёлые станки, турбины, судовые двигатели и др.

Все закономерности, характерные для слышимого звука, справедливы и для инфразвука. Но так как частота его колебаний мала, ему присущи свои особенности.

При равной мощности инфразвук имеет гораздо большую амплитуду, чем слышимый звук.

Инфразвуковая волна плохо поглощается средой, поэтому она способна распространяться в атмосфере, воде, земной коре на очень большие расстояния.

Улавливая инфразвук специальными приборами, можно очень точно определить эпицентр сильного взрыва, землетрясения, предсказать появление цунами. В воде инфразвук можно обнаружить за сотни километров.

Поэтому рыбаки используют его для поиска косяков рыбы.

Имея большую длину волны, инфразвук легко огибает препятствия, которые задерживают обычный звук. Бороться с ним очень трудно. На него не действуют различные звуковые поглотители, звуковые изоляторы. Он легко проникает в помещения.

Вследствие резонанса он вызывает вибрацию крупных объектов. На уроках физики часто рассказывают историю о том, как рухнул мост, по которому в ногу шагала рота солдат. Частота их шагов была равна примерно 1 Гц. И они попали в резонанс с частотой колебаний самого моста.

Инфразвуковые волны способны оказывать негативное воздействие на организм человека. Наши органы работают с низкой частотой. Частота колебаний сердца примерно 1 Гц, лёгких – 0,3-0,5 Гц.

Инфразвук может вызвать резонанс сердца, мозга, желудка и печени, эндокринной системы, вестибулярного аппарата.

Возбуждающее действие рок-музыки на наш организм также объясняется резонансным влиянием имеющихся в ней низких частот барабанов, бас-гитар и др.

Человек не воспринимает инфразвук. Но его хорошо ощущают животные. Кошки уходят из дома перед землетрясением, птицы перестают петь перед грозой, медузы перед штормом уходят подальше в море.

Не оттого ли крысы бегут с тонущего корабля, потому что чувствуют, как корабль входит в резонанс с частотой штормящего моря? Возможно, и суда, найденные в районе Бермудского треугольника, были покинуты экипажем под воздействием инфразвука, образовавшегося в море.

Ультразвук

Как и инфразвук, ультразвук также находится за пределами слышимости человека. По физической природе он ничем не отличается от звука. Но из-за большой частоты и, следовательно, малой длины волны он обладает особыми свойствами.

Подобно свету, ультразвук способен образовывать строго направленные пучки. Как и пучки света, они отражаются и преломляются на границе раздела двух сред. Этот процесс подчиняется законам геометрической оптики. С помощью вогнутых зеркал ультразвуковые волны можно направлять в заданном направлении.

Ультразвуковые волны быстро затухают в газах. А жидкости и твёрдые тела, наоборот, хорошие проводники ультразвука.

Чем выше частота ультразвука, тем больше его интенсивность. Поэтому твёрдые тела, на которые он воздействует, быстро нагреваются. В жидкостях образуются мельчайшие пузырьки с кратковременным возрастанием давления до сотен и даже тысяч атмосфер. Это явление называют кавитацией.

Ультразвуковое излучение влияет на растворимость веществ и на ход химических реакций.

В природе ультразвук встречается в естественных шумах ветра, дождя, водопада, звуков раската грома. Ультразвуковые волны способны излучать дельфины, киты, грызуны и летучие мыши.

Дельфины уверенно ориентируются даже в мутной воде, посылая ультразвуковые сигналы и принимая отражённый от препятствий сигнал. Летучие мыши плохо видят. С помощью посылаемых ими ультразвуков они ориентируются в полёте и ловят добычу.

Некоторые виды жуков и ночных бабочек могут воспринимать ультразвук, издаваемый летучими мышами. Услышав его, они тут же падают вниз и замирают.

Излучатели ультразвука можно разделить на 2 группы: механические и электромеханические.

Механические излучатели – камертоны, сирены, воздушные и жидкостные свистки. Они используются, в основном, в устройствах сигнализации.

Электромеханические излучатели преобразуют электрические колебания в механические колебания твёрдого тела, которое излучает звуковые волны в окружающую среду.

Приборы с источником ультразвука устанавливают на кораблях и подводных лодках. С их помощью можно определять глубину, искать подводные лодки, осуществлять торпедные атаки без перископа.

Ультразвуком исследуют металлические детали после отливки на предмет наличия в них трещин, делают пайку алюминиевых изделий. Поверхность алюминия всегда покрыта плотным слоем оксидной плёнки, разрушить которую невозможно обычным паяльником. А ультразвуковому паяльнику это оказалось под силу. Он не только нагревается, но и является источником колебаний частотой 20 кГц.

Если обработать ультразвуком две помещённые в одну ёмкость жидкости, которые при обычных условиях смешать невозможно, то они образуют эмульсию. Таким способом в современной промышленности получают лаки, краски, фармацевтические изделия, косметику.

Наиболее широко ультразвук применяют в медицине. Он помогает восстанавливать ткани и затягивать раны. Даже трудно поддающиеся лечению трофические язвы заживают после лечения ультразвуком.

С его помощью быстрее рассасываются отёки и срастаются переломы. Он способен оказывать обезболивающее и спазмолитическое действие.

Специальным ультразвуковым ножом проводят современные операции на внутренних органах.

Под действием ультразвука погибают микробы. Поэтому им обрабатывают находящиеся в моющем растворе медицинские инструменты. Это позволяет сократить время их дезинфекции, а также удалить возбудителей инфекции даже из очень маленьких и глубоко расположенных отверстий.

Невозможно представить без ультразвука современную диагностику. Ультразвуковое исследование позволяет получить информацию о состоянии органов и тканей организма, а также рассмотреть потоки в сосудах.

Источник: http://ency.info/materiya-i-dvigenie/akustika/350-infrazvuk-i-ultrazvuk-neslyshimye-zvuki

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.