• Referate Anatomie
• Referate Astronomie
• Referate Automatica
• Referate Biologie
• Referate Chimie
• Referate Diverse
• Referate Drept
• Referate Economie
• Referate Engleza
• Referate Filosofie
• Fizica
• Referate Franceza
• Referate Geografie
• Referate Germana
• Referate Informatica
• Referate Istorie
• Referate Marketing
• Referate Matematica
• Referate Medicina
• Referate Muzica
• Referate Psihologie
• Referate Religie
• Referate Romana

Link sponsorizat :

ULTRASUNETELE

Dintre vibrațiile sonore care ies din limitele de audibilitate ale urechii omenești, de un mare interes, din punct de vedere practic, sunt ultrasunetele, adică sunetele a căror frecvență este mai mare de 20 000 Hz.

Orientarea liliecilor, spre exemplu, se bazează pe faptul că aceștia emit semnale ultrasonore scurte de frecvențe între 30 - 60 kHz. Liliacul în zbor emite în medie cca. 30 semnale pe secundă. O parte din acestea sunt recepționate de urechile mari ale liliacului sub formă de semnale ecou, după un timp cu atât mai scurt cu cât obstacolul este mai aproape. Pe măsura apropierii de obstacol liliacul emite din ce în ce mai multe semnale într-o secundă ajungând ca de exemplu la un metru de obstacol să emită până la 60 semnale pe secundă. Aceasta permite liliacului să simtă precis poziția sa față de obstacole.

Importanța practică a ultrasunetelor este legată de lungimea de undă mică a acestora. Din această cauză, de exemplu, ultrasunetele pot fi emise și se propagă ca și razele de lumină sub formă de fascicule, spre deosebire de sunetele obișnuite care se împrăștie în toate direcțiile. Astfel se constată experimental că dacă lungimea undei emise este mai mică decât dimensiunile liniare ale sursei unda se va propaga în linie dreaptă sub formă de fascicul. În afară de aceasta, datorită lungimii de undă mici, fenomenul de difracție (ocolirea obstacolelor) nu apare decât pentru obstacolele de dimensiuni foarte mici în timp ce sunetele obișnuite ocolesc practic aproape orice obstacol întâlnit în cale.

Ultrasunetele suferă reflexia și refracția la suprafața de separare a două medii diferite la fel ca undele luminoase. Folosind acest fenomen au fost construite oglinzi concave sau lentile speciale care să concentreze într-un punct fascicule de ultrasunete.

Deoarece intensitatea undelor sonore este proporțională cu pătratul frecvenței, energia transportată de ultrasunete este mult mai mare decât energia sunetelor de aceeași amplitudine. Pe de altă parte în cazul ultrasunetelor fenomenul de absorbție care apare la propagarea tuturor oscilațiilor elastice devine foarte important. Intensitatea undei elastice scade cu distanța de la sursă după o lege exponențială I = I0 e-kr. Se poate arăta atât teoretic cât și experimental că k depinde atât de caracteristicile mediului (densitate, vâscozitate, căldură specifică etc.) cât și de frecvența undei care se propagă crescând cu pătratul frecvenței. Din această cauză practic nu putem obține propagarea ultrasunetelor, de exemplu în aer, la o distanță mai mare de un kilometru. Mai mult, un ultrasunet de o frecvență de cca. 3000 kHz este practic absorbit complet, la o distanță de cca. 0, 6 cm. În lichide coeficientul de absorbție este de 2-3 ordine de mărime mai mic decât în aer, iar în solide și mai mic, intensitatea ultrasunetelor fiind mult mai puțin atenuată.

Un fenomen interesant care apare la propagarea ultrasunetelor în lichide este fenomenul de cavitație care constă în apariția unor bule care se ridică la suprafață și se sparg. Aceasta se explică prin faptul că dilatările și comprimările extrem de rapide care se succed în lichid duc la apariția unor mari tensiuni în anumite zone care fac să se "rupă" moleculele de lichid. Astfel iau naștere bulele care conțin vaporii și gazele dizolvate în lichid. Bulele mici se contopesc în bule mai mari care încep să vibreze și apoi se sparg dând naștere unor presiuni locale foarte mari care se manifestă sub formă de șocuri hidraulice în volume foarte mici. Deteriorarea paletelor turbinelor și a elicelor vapoarelor se explică prin fenomenul de cavitație produs de ultrasunetele generate de vibrațiilor mașinilor.

Înainte de a discuta câteva din aplicațiile practice ale ultrasunetelor să vedem cum pot fi produse. Vom trece peste procedeele mecanice (fluier ultrasonor, sirena ultrasonoră) și termice (cu ajutorul vibrațiilor unui arc electric) deoarece ultrasunetele produse de acestea au în genere amplitudini mici și sunt mai puțin importante practic. Să analizăm generatorul piezoelectric. Efectul piezoelectric constă în faptul că supunând un cristal la deformări de tracțiune sau comprimare după anumite direcții, pe fețele sale apar sarcini electrice egale de semne contrare care își schimbă rolul dacă înlocuim tracțiunea prin comprimare și invers. Există și efectul piezoelectric invers sau electrostricțiunea, pe care se bazează producerea ultrasunetelor, care constă în dilatări și comprimări succesive ale cristalului sub acțiunea unui câmp electric alternativ.

Partea esențială a generatorului constă dintr-o lamă piezoelectrică de obicei de cuarț pe fețele căreia sunt aplicați doi electrozi, sub forma unor straturi subțiri metalice, legați la o sursă de tensiune alternativă. Sub acțiunea câmpului electric alternativ lama începe să vibreze cu o frecvență egală cu cea a tensiunii aplicate. Vibrațiile lamei sunt transmise în mediul înconjurător sub formă de ultrasune...

Nota: Textul de mai sus reprezinta doar un extras din referat. Pentru versiunea completa a documentului apasa butonul Download.