Ultrazvuk

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Vyšetření plodu ultrazvukem
Cholecystolithiasa
ukázka tzv. Dopplerovské sonografie krčních tepen

Ultrazvuk (UZ) je akustické vlnění, jehož frekvence leží nad hranicí slyšitelnosti lidského ucha, tedy nad hranící zvuku = cca 20 kHz. Tím pádem, byť má stejnou fyzikální podstatu jako zvuk, je pro lidské ucho neslyšitelný, ale řada živočichů může část ultrazvukového spektra vnímat (delfíni, psi, netopýři).

Fyzikální vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Vlnová délka ultrazvuku je menší než vlnová délka zvukového vlnění, proto je ultrazvuk méně ovlivněn ohybem. Výrazný je jeho odraz od překážek, absorpce ve vzduchu (v plynech) a je méně pohlcován kapalinami a pevnými látkami. Absorpce také narůstá s frekvencí ultrazvuku. Zatímco je ve vzduchu absorpce frekvence 50 kHz jen okolo 1 dB na metr, tak frekvence 1 MHz je absorbována více než 100 dB na metr.[1]

Zdroj ultrazvuku[editovat | editovat zdroj]

Ultrazvukové vlnění získáme například periodickým nabíjením destičky vhodného materiálu (např. křemene, syntetické látky). Nastává piezoelektrický jev. Vlivem proudu se materiál smršťuje a rozpíná (deformuje). Tím vzniká mechanické vlnění. Tyto destičky bývají umístěny např. pod dnem ultrazvukové vany a vysílají své vlnění směrem k hladině, kde se část vlnění odráží zpět ke dnu. Pokud je krystalový oscilátor zapouzdřený ve vakuu, vlnění zůstává uvnitř piezoelektrického elementu (například křemene).

Využití[editovat | editovat zdroj]

V lékařství[editovat | editovat zdroj]

Ultrazvuk se dá použít třeba při lékařském vyšetření v lékařské ultrasonografii nebo echokardiografii. Ultrazvukové vlny o frekvenci 1 až 18 MHz procházejí tělem a odrážejí se od jednotlivých orgánů resp. od přechodů mezi tkáněmi s různou akustickou impedancí.

Echolokace[editovat | editovat zdroj]

Při echolokaci zjišťuje sonar polohu a vzdálenost různých těles s pomocí zvuku anebo ultrazvuku na základě rychlosti šíření zvuku. Užívají ji kromě lidí pomocí techniky i živočichové, např. netopýři či kytovci. Dále se v ultrazvukových frekvencích mezi sebou domlouvají např. delfíni. Pes vnímá ultrazvuk až do frekvence 100 kHz, což se využívá pro cvičení a ovládání psů pomocí ultrazvukových píšťalek. K plašení zvířat se používají také ultrazvukové odpuzovače.

Čištění ultrazvukem[editovat | editovat zdroj]

Princip čištění v ultrazvukové čističce je založen na principu kavitace (což je mechanické narušování povrchu prudkým nárazem kapaliny na předmět). Při rozsahu frekvence 20 až 40 kHz jde o rychlé čištění velkých nečistot, v rozsahu 40 až 70 kHz o jemnější čištění a pro 70 až 200 kHz velmi jemné čištění (například optiky).[2]

Ultrazvukové zvlhčování vzduchu[editovat | editovat zdroj]

Ultrazvukový zvlhčovač vzduchu díky rychlým vibracím destičky ponořené ve vodě generuje mlhu (i 5 litrů za den) a tím zvlhčuje vzduch. Frekvence jednotek MHz vytváří vodní kapky velkosti řádově jednotek µm. Takto velké kapky vydrží ve vzduchu ale zhruba jen hodinu.[3] S běžnou vodou se navíc do vzduchu uvolňují například minerály (oproti odpařovačům vody), které se pak usazují po místnosti.[4]

Další využití[editovat | editovat zdroj]

Dále se ultrazvuku využívá pro kontrolu homogenity a poruch materiálu (ultrazvuková defektoskopie). Dále k měření tloušťky materiálu, sterilizaci vody, mléka a jiných roztoků, promíchání galvanické lázně či vytváření suspenze, ultrazvuková liposukce atp.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. http://www.ktu.lt/ultra/journal/pdf_50_1/50-2004-Vol.1_09-A.Vladisauskas.pdf - Absorption of ultrasonic waves in air
  2. Ultrasonic Cleaner Expert Answers
  3. http://agr.wa.gov/pestfert/ChemFert/docs/202DropletSizeTechnicalInformationBulletin.pdf - Droplet size - Technical Information Bulletin
  4. http://www.epa.gov/iaq/pdfs/humidifier_factsheet.pdf - Use and Care of Home Humidifiers

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Související články[editovat | editovat zdroj]