Az ultrahang jellemzői

Az ultrahangos hullámok terjedési törvényei a közegben, mint például a visszaverődés, a fénytörés, a diffrakció és a szórás, alapvetően nem különböznek a (hallható) hanghullámok törvényeitől. De az ultrahang hullámhossza nagyon rövid, csak néhány centiméter, vagy akár néhány ezer milliméter. A (hallható) hanghullámokhoz képest az ultrahangnak számos egzotikus tulajdonsága van:

1. Az ultrahangos hullám hullámhossza nagyon rövid, és a szokásos akadály mérete sokszor nagyobb, mint az ultrahangos hullám hullámhossza, így az ultrahangos hullám diffrakciós képessége nagyon gyenge, de homogén közegben irányított egyenes vonalban terjedhet. A jellemzők kifejezettebbek. Ezért, amikor az ultrahangos hullám terjed, az irány erős, és az energia könnyen koncentrálható.

2. Az ultrahang különböző közegekben terjedhet, és elég messzire tud utazni.

3. Az ultrahang és a hangátviteli közeg közötti kölcsönhatás mérsékelt, és könnyen továbbítható a hangátviteli közeg állapotára vonatkozó információk (diagnózis vagy a hangátviteli közegre gyakorolt hatás). Az ultrahang a hullám egyik formája, amely hordozóként vagy médiumként használható az észlelési és terhelési információkhoz (például a diagnózishoz használt B-ultrahang); az ultrahang is egyfajta energia, amikor intenzitása meghalad egy bizonyos értéket, áthaladhat, és a közeg, amelyen keresztül az ultrahangos hullámot továbbítják, kölcsönhatásba lép, befolyásolja, megváltoztatja és elpusztítja az utóbbi állapotát, tulajdonságait és szerkezetét (terápiára használják).

Az ultrahangos hullám kölcsönhatásba lép a közeggel a terjedési folyamat során, és a fázis és az amplitúdó megváltozik, ami megváltoztathatja a közeg állapotát, összetételét, szerkezetét, funkcióját és tulajdonságait. Ezt a fajta változást ultrahangos hatásnak nevezik. Az ultrahangos és a közepes közötti kölcsönhatás termikus mechanizmusra, mechanikai mechanizmusra és kavitációs mechanizmusra osztható.

(1) Termikus mechanizmus: Amikor az ultrahangos hullám a közegben terjed, rezgési energiáját a közeg folyamatosan elnyeli és hővé alakítja, ami növeli a közeg hőmérsékletét. A közeg hőmérsékletének növelésének ezt a hatását ultrahang termikus mechanizmusának nevezik. (2) Mechanikai mechanizmus: Ha a frekvencia alacsony, az abszorpciós együttható kicsi, és az ultrahangos hatásidő nagyon rövid, az ultrahangos hatást nem kíséri nyilvánvaló hőhatás. Ekkor az ultrahangos hatás a mechanikai mechanizmusnak tulajdonítható, azaz az ultrahangos hatás a hangmezőt jellemző mechanikai mennyiség hozzájárulásából származik. Az ultrahang a mechanikai energia átvitelének egyik formája is, és az olyan paraméterek, mint az eredet elmozdulása, a rezgési sebesség, a gyorsulás és a hangnyomás az ingadozási folyamatban kifejezhetik az ultrahangos hatást.

(3) Kavitációs mechanizmus: Az ultrahangos szonokémiai hatások egyik fő mechanizmusa az akusztikus kavitáció (beleértve a buborékok kialakulását, növekedését és összeomlását stb.). A jelenség két szempontot tartalmaz, azaz az erős ultrahang buborékokat termel a folyadékban és a buborékok speciális mozgását erős ultrahang hatására.

Az ultrahang egy nagyfrekvenciás mechanikus hullám, amely koncentrált energia és erős behatoló erő jellemzőivel rendelkezik. Az ultrahang sűrű és sűrű hosszirányú hullámok sorozatából áll, és a folyékony közegen keresztül terjed. Amikor az akusztikus energia elég magas, a folyékony fázis molekulái közötti vonzás megszakad a laza félciklus során, kavitációs magot képezve. A kavitációs mag élettartama körülbelül 0,1 μs, helyi magas hőmérsékletet és nagynyomású környezetet generálhat körülbelül 4000-6000 K és 100MPa robbanás pillanatában, és körülbelül 110 m / s sebességű mikrojetet generálhat erős ütközési erővel, ezt a jelenséget ultrahangos kavitációnak nevezik.