Фізика. 9 клас. Сиротюк

§ 19. Інфразвуки та ультразвуки

Ви вже знаєте, що механічні коливання частотою від 16 до 20 000 Гц належать до звукових, які чує людина. Але існують звукові коливання, яких людина не чує.

Коливання з меншими частотами називають інфразвуком (лат. infra - «нижче», «під»).

Інфразвукові коливання (інфразвук) — це коливання, частота яких менша за найнижчу частоту звукових коливань, тобто за 16 Гц.

Вухо людини інфразвук не сприймає. Він виникає під час штормів, гроз, землетрусів. Інфразвук мало поглинається середовищем і може поширюватися на великі відстані. Дія сейсмографа ґрунтується на інфразвуці. Такий прилад призначений для передбачення землетрусів, для вивчення будови Землі, розвідки корисних копалин (мал. 225).

Мал. 225

ЦЕ ЦІКАВО ЗНАТИ

На острові Ява росте квітка - живий сейсмограф, яку називають королівською примулою. Вона відрізняється від усіх інших примул тим, що цвіте лише перед виверженням вулкана, чим і попереджає людей про небезпеку.

Звукові коливання, частота яких більша за 20 000 Гц, називають ультразвуком (лат. ultra - «далі», «більше», «над»).

Ультразвукові коливання (ультразвук) — це коливання, частота яких більша за найвищу частоту звукових коливань, тобто більша від 20 000 Гц.

Ультразвукові коливання застосовують для обробки твердих і надтвердих матеріалів. До оброблюваних деталей подається суміш води з дрібним порошком, яка під дією ультразвукового випромінювача коливається з великою частотою, даючи змогу робити отвори складної форми. Так само отримують зображення на каменях, металах, фарфорі тощо.

Поширюючись у пружному середовищі, ультразвук відбивається від різних перешкод. Ці коливання можна прийняти і зафіксувати. Знаючи час і швидкість їх поширення, можна визначити відстань до перепони. На цьому принципі ґрунтується дія ехолота - приладу для вимірювання глибини озер, морів, океанів або глибини занурення тіл.

На суднах установлюють ультразвукові випромінювачі, що періодично посилають імпульси в напрямку дна (мал. 226). Відбиті коливання приймаються, і на екрані комп’ютера з’являється рельєф дна. Коли на шляху ультразвуку трапляється, наприклад, косяк риб, він також відображається на екрані.

Для багатьох технічних потреб використовуються суміші рідин, які не змішуються у звичайних умовах (наприклад, ртуть і вода). Але якщо колбу з водою і ртуттю опромінювати впродовж певного часу ультразвуком, то утворюється стійка суміш, яка може зберігатися досить довго. На промислових підприємствах за допомогою ультразвукових коливань змішують воду і мастило.

Учені встановили, що прості живі істоти швидко гинуть під дією ультразвуку. Цю властивість використовують для стерилізації води, молока та інших харчових продуктів. Ультразвуки є причиною паралічу і загибелі холоднокровних тварин - риб, жаб, пуголовків.

У медицині ультразвук використовують з лікувальною (мал. 227, а) і діагностичною (мал. 227, б) метою.

Мал. 226

Мал. 227

ЦЕ ЦІКАВО ЗНАТИ

Загибель «Титаніка» у 1912 р. стала поштовхом для французького вченого Поля Ланжевена у винайденні ультразвукового локатора. У природі ж кажани, дельфіни, кити випромінюють ультразвуки в широкому діапазоні. Дельфін чітко відрізняє скелю від косяка риб. У Новій Зеландії, серед численних островів, де важко знайти морський шлях, один з дельфінів виконував обов’язки лоцмана 30 років.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

  • 1. Що таке інфразвук? Як він впливає на організм людини? Де його використовують?
  • 2. Що таке ультразвук? Наведіть приклади застосування ультразвуку.