Shekulli 21 është shekulli i radio-elektronikës, atomit, eksplorimit të hapësirës dhe ultrazërit. Shkenca e ultrazërit është relativisht e re sot. Në fund të shekullit të 19-të, P. N. Lebedev, një fiziolog rus, kreu studimet e tij të para. Pas kësaj, shumë shkencëtarë të shquar filluan të studiojnë ultratinguj.
Çfarë është ultratingulli?
Ultratingulli është një lëvizje oshiluese e valëzuar që përhapet që bëjnë grimcat e mediumit. Ka karakteristikat e veta, në të cilat ndryshon nga tingujt e diapazonit të dëgjueshëm. Është relativisht e lehtë për të marrë rrezatim të drejtuar në rangun tejzanor. Përveç kësaj, përqendrohet mirë, dhe si rezultat i kësaj, intensiteti i lëkundjeve të bëra rritet. Kur përhapet në trupa të ngurtë, lëngje dhe gazra, ultrazërit lindin fenomene interesante që kanë gjetur zbatim praktik në shumë fusha të teknologjisë dhe shkencës. Ja çfarë është ekografia, roli i të cilit në sfera të ndryshme të jetës sot është shumë i madh.
Roli i ultrazërit në shkencë dhe praktikë
Ultratingulli në vitet e fundit filloi të luajë në kërkimin shkencornjë rol gjithnjë e më të rëndësishëm. Studimet eksperimentale dhe teorike në fushën e rrjedhave akustike dhe kavitacionit tejzanor u kryen me sukses, të cilat i lejuan shkencëtarët të zhvillojnë procese teknologjike që ndodhin kur ekspozohen ndaj ultrazërit në fazën e lëngshme. Është një metodë e fuqishme për studimin e fenomeneve të ndryshme në një fushë të tillë njohurish si fizika. Ultratingulli përdoret, për shembull, në fizikën e gjysmëpërçuesve dhe të gjendjes së ngurtë. Sot po formohet një degë e veçantë e kimisë, e quajtur "kimia ultrasonike". Aplikimi i tij mundëson përshpejtimin e shumë proceseve kimiko-teknologjike. Lindi gjithashtu akustika molekulare - një degë e re e akustikës që studion ndërveprimin molekular të valëve të zërit me lëndën. Janë shfaqur fusha të reja të aplikimit të ultrazërit: holografia, introskopia, akustoelektronika, matja e fazës tejzanor, akustika kuantike.
Përveç punës eksperimentale dhe teorike në këtë fushë, sot është bërë edhe shumë punë praktike. Janë zhvilluar makina speciale dhe universale ultrasonike, instalime që funksionojnë nën presion të shtuar statik etj.. Janë futur në prodhim instalimet automatike ultrasonike të përfshira në linjat e prodhimit, të cilat mund të rrisin ndjeshëm produktivitetin e punës.
Më shumë rreth ultrazërit
Le të flasim më shumë se çfarë është ultratingulli. Ne kemi thënë tashmë se këto janë valë dhe lëkundje elastike. Frekuenca e ultrazërit është më shumë se 15-20 kHz. Vetitë subjektive të dëgjimit tonë përcaktojnë kufirin e poshtëm të frekuencave ultrasonike, të cilate ndan atë nga frekuenca e zërit të dëgjueshëm. Prandaj, ky kufi është i kushtëzuar dhe secili prej nesh e përcakton ndryshe se çfarë është ultratingulli. Kufiri i sipërm tregohet nga valët elastike, natyra e tyre fizike. Ato përhapen vetëm në një mjedis material, domethënë, gjatësia e valës duhet të jetë dukshëm më e madhe se rruga mesatare e lirë e molekulave të pranishme në gaz ose distancat ndëratomike në trupat e ngurtë dhe të lëngët. Në presion normal në gazra, kufiri i sipërm i frekuencave tejzanor është 109 Hz, dhe në trupat e ngurtë dhe të lëngët - 1012-10 13 Hz.
Burimet tejzanor
Ultratingulli gjendet në natyrë edhe si pjesë përbërëse e shumë zhurmave natyrore (ujëvara, era, shiu, guralecët e rrokullisur nga surfimi, si dhe në tingujt që shoqërojnë stuhitë, etj.), dhe si pjesë përbërëse e bota e kafshëve. Disa lloje kafshësh e përdorin atë për orientim në hapësirë, zbulimin e pengesave. Dihet gjithashtu se delfinët përdorin ultratinguj në natyrë (kryesisht frekuenca nga 80 në 100 kHz). Në këtë rast, fuqia e sinjaleve të vendndodhjes të emetuara prej tyre mund të jetë shumë e madhe. Dihet se delfinët janë në gjendje të zbulojnë grupe peshqish deri në një kilometër larg.
Emituesit (burimet) e ultrazërit ndahen në 2 grupe të mëdha. E para janë gjeneratorët, në të cilët lëkundjet ngacmohen për shkak të pranisë së pengesave në to të instaluara në rrugën e një rrjedhje konstante - një avion lëngu ose gazi. Grupi i dytë në të cilin mund të kombinohen burimet e ultrazërit ështëdhënës elektro-akustikë që konvertojnë luhatjet e dhëna të rrymës ose tensionit elektrik në një dridhje mekanike të bërë nga një trup i ngurtë që rrezaton valë akustike në mjedis.
Marrës me ultratinguj
Në frekuenca të mesme dhe të ulëta, marrësit tejzanor janë më së shpeshti transduktorë elektroakustikë të tipit piezoelektrik. Ata mund të riprodhojnë formën e sinjalit akustik të marrë, të përfaqësuar si një varësi kohore e presionit të zërit. Pajisjet mund të jenë ose me brez të gjerë ose rezonante, në varësi të kushteve të aplikimit për të cilat synohen. Marrësit termikë përdoren për të marrë karakteristikat mesatare të fushës së zërit në kohë. Ato janë termistorë ose termoçifte të veshura me një substancë që thith zërin. Presioni dhe intensiteti i zërit mund të vlerësohen gjithashtu me metoda optike, siç është difraksioni i dritës me anë të ultrazërit.
Ku përdoret ultratingulli?
Ka shumë fusha të aplikimit të tij, duke përdorur veçori të ndryshme të ultrazërit. Këto zona mund të ndahen përafërsisht në tre zona. E para prej tyre lidhet me marrjen e informacioneve të ndryshme me anë të valëve tejzanor. Drejtimi i dytë është ndikimi i tij aktiv në substancë. Dhe e treta lidhet me transmetimin dhe përpunimin e sinjaleve. US të një diapazoni të caktuar frekuencash përdoret në secilin rast. Ne do të mbulojmë vetëm disa nga shumë fusha në të cilat ajo ka gjetur rrugën e saj.
Pastrim me ultratinguj
Cilësia e këtij pastrimi nuk mund të krahasohet me metoda të tjera. Gjatë shpëlarjes së pjesëve, për shembull, deri në 80% të ndotësve mbeten në sipërfaqen e tyre, rreth 55% - me pastrim me dridhje, rreth 20% - me pastrim manual, dhe me pastrim me ultratinguj, mbeten jo më shumë se 0,5% e ndotësve. Detajet që kanë një formë komplekse mund të pastrohen mirë vetëm me ndihmën e ultrazërit. Një avantazh i rëndësishëm i përdorimit të tij është produktiviteti i lartë, si dhe kostot e ulëta të punës fizike. Për më tepër, ju mund të zëvendësoni tretës organikë të shtrenjtë dhe të ndezshëm me solucione ujore të lira dhe të sigurta, të përdorni freon të lëngshëm, etj.
Një problem serioz është ndotja e ajrit me blozë, tym, pluhur, okside metali etj. Mund të përdorni metodën ultrasonike të pastrimit të ajrit dhe gazit në daljet e gazit, pavarësisht nga lagështia dhe temperatura e ambientit. Nëse një emetues tejzanor vendoset në një dhomë për vendosjen e pluhurit, efikasiteti i tij do të rritet qindra herë. Cili është thelbi i një pastrimi të tillë? Grimcat e pluhurit që lëvizin rastësisht në ajër godasin njëra-tjetrën më fort dhe më shpesh nën ndikimin e dridhjeve tejzanor. Në të njëjtën kohë, madhësia e tyre rritet për shkak të faktit se ato bashkohen. Koagulimi është procesi i zmadhimit të grimcave. Filtrat specialë kapin grupet e tyre të peshuara dhe të zmadhuara.
Përpunimi i materialeve të brishta dhe super të forta
Nëse futni midis pjesës së punës dhe sipërfaqes së punës së mjetit duke përdorur ultratinguj, material gërryes, atëherë grimcat gërryese gjatë funksionimitemetuesi do të ndikojë në sipërfaqen e kësaj pjese. Në këtë rast, materiali shkatërrohet dhe hiqet, i nënshtrohet përpunimit nën veprimin e një sërë ndikimesh mikro të drejtuara. Kinematika e përpunimit përbëhet nga lëvizja kryesore - prerja, pra dridhjet gjatësore të bëra nga vegla, dhe ndihmëse - lëvizja e ushqimit që kryen makina.
Ultratingulli mund të bëjë punë të ndryshme. Për kokrrat gërryese, burimi i energjisë janë dridhjet gjatësore. Ata shkatërrojnë materialin e përpunuar. Lëvizja e ushqimit (ndihmëse) mund të jetë rrethore, tërthore dhe gjatësore. Përpunimi me ultratinguj është më i saktë. Në varësi të madhësisë së kokrrës së gërryesit, ajo varion nga 50 në 1 mikron. Duke përdorur mjete të formave të ndryshme, ju mund të bëni jo vetëm vrima, por edhe prerje komplekse, sëpata të lakuara, gdhendje, bluarje, matrica dhe madje shpuar një diamant. Materialet e përdorura si gërryes - zmeril, diamant, rërë kuarci, stralli.
Ultratinguj në radio elektronike
Utratingulli në teknologji përdoret shpesh në fushën e elektronikës radio. Në këtë zonë, shpesh bëhet e nevojshme të vonohet një sinjal elektrik në lidhje me një tjetër. Shkencëtarët kanë gjetur një zgjidhje të mirë duke sugjeruar përdorimin e linjave të vonesës tejzanor (shkurt LZ). Veprimi i tyre bazohet në faktin se impulset elektrike shndërrohen në dridhje mekanike tejzanor. Si ndodh? Fakti është se shpejtësia e ultrazërit është dukshëm më e vogël se ajo e zhvilluar nga lëkundjet elektromagnetike. Pulsivoltazhi pas transformimit të kundërt në dridhje mekanike elektrike do të vonohet në daljen e linjës në raport me pulsin e hyrjes.
Shndërruesit piezoelektrikë dhe magnetosstriktivë përdoren për të kthyer dridhjet elektrike në mekanike dhe anasjelltas. LZ, përkatësisht, ndahen në piezoelektrike dhe magnetostrictive.
Utratingulli në mjekësi
Lloje të ndryshme ultratingujsh përdoren për të ndikuar tek organizmat e gjallë. Në praktikën mjekësore, përdorimi i tij tani është shumë i popullarizuar. Ai bazohet në efektet që ndodhin në indet biologjike kur ultratingulli kalon nëpër to. Valët shkaktojnë luhatje në grimcat e mediumit, gjë që krijon një lloj mikromasazhi të indeve. Dhe thithja e ultrazërit çon në ngrohjen e tyre lokale. Në të njëjtën kohë, disa transformime fiziko-kimike ndodhin në mediat biologjike. Këto dukuri nuk shkaktojnë dëme të pakthyeshme në rastin e intensitetit të moderuar të zërit. Ato vetëm përmirësojnë metabolizmin, dhe për këtë arsye kontribuojnë në aktivitetin jetësor të trupit të ekspozuar ndaj tyre. Të tilla dukuri përdoren në terapinë me ultratinguj.
Utratingulli në kirurgji
Kavitacioni dhe ngrohja e fortë me intensitet të lartë çojnë në shkatërrimin e indeve. Ky efekt përdoret sot në kirurgji. Ekografia e fokusuar përdoret për operacione kirurgjikale, e cila lejon shkatërrimin lokal në strukturat më të thella (për shembull, truri), pa dëmtuar ato përreth. Ekografia me ultratinguj përdoret gjithashtu në kirurgjimjete në të cilat fundi i punës duket si një skedar, bisturi, gjilpërë. Dridhjet që u imponohen u japin cilësi të reja këtyre instrumenteve. Forca e kërkuar zvogëlohet ndjeshëm, kështu që traumatizmi i operacionit zvogëlohet. Përveç kësaj, manifestohet një efekt analgjezik dhe hemostatik. Ndikimi me një instrument të hapur duke përdorur ultratinguj përdoret për të shkatërruar disa lloje të neoplazmave që janë shfaqur në trup.
Ndikimi në indet biologjike kryhet për të shkatërruar mikroorganizmat dhe përdoret në proceset e sterilizimit të ilaçeve dhe instrumenteve mjekësore.
Kërkim i organeve të brendshme
Kryesisht po flasim për studimin e zgavrës së barkut. Për këtë, përdoret një aparat special. Ekografia mund të përdoret për të gjetur dhe njohur anomali të ndryshme të indeve dhe anatomike. Sfida shpesh është si vijon: dyshohet për një malinjitet dhe duhet të dallohet nga një lezion beninj ose infektiv.
Ekografia është e dobishme në ekzaminimin e mëlçisë dhe për detyra të tjera, të cilat përfshijnë zbulimin e pengesave dhe sëmundjeve të kanaleve biliare, si dhe ekzaminimin e fshikëzës së tëmthit për të zbuluar praninë e gurëve dhe patologjive të tjera në të. Përveç kësaj, mund të përdoret testimi për cirrozë dhe sëmundje të tjera beninje difuze të mëlçisë.
Në fushën e gjinekologjisë, kryesisht në analizën e vezoreve dhe mitrës, përdorimi i ultrazërit është i gjatë.drejtimi kryesor në të cilin kryhet veçanërisht me sukses. Shpesh këtu nevojitet edhe diferencimi i formacioneve beninje dhe malinje, gjë që zakonisht kërkon kontrastin dhe zgjidhjen më të mirë hapësinore. Përfundime të ngjashme mund të jenë të dobishme në studimin e shumë organeve të tjera të brendshme.
Përdorimi i ultrazërit në stomatologji
Ekografia ka gjetur rrugën e saj edhe në stomatologji, ku përdoret për të hequr gurët. Ju lejon të hiqni shpejt, pa gjak dhe pa dhimbje pllakat dhe gurët. Në të njëjtën kohë, mukoza e gojës nuk dëmtohet, dhe "xhepat" e zgavrës dezinfektohen. Në vend të dhimbjes, pacienti përjeton një ndjesi ngrohtësie.
