Sóng siêu âm là gì | Những điều cần biết về sóng siêu âm

5/5 – ( 20 bầu chọn )

Sóng siêu âm là gì?

Sóng siêu âm là một rung động được truyền qua một phương tiện đi lại, ví dụ điển hình như không khí, nước, sắt kẽm kim loại. Sóng siêu âm là những âm thanh không nghe thấy được với tần số cao hơn số lượng giới hạn nghe thấy so với con người, thường vượt quá 20 kHz cho tới vài Gigahertz .
Sóng siêu âm có tần số đơn cử hoặc số lần xê dịch trong 1 giây và tốc độ của sóng siêu âm tại một thời gian, nhiệt độ đơn cử là không đổi trong một môi trường tự nhiên. Công thức bộc lộ :

W = C / F (hoặc) W = CT

Trong đó:

• W = Chiều dài sóng
• C = Vận tốc của âm thanh trong môi trường
• F = Tần số của sóng
• T = Khoảng thời gian

Nguyên lý hoạt động của sóng siêu âm

Về thực chất, sóng siêu âm là sóng cơ học do đó nó tuân theo mọi quy luật so với sóng cơ. Và để tạo ra sóng siêu âm hoàn toàn có thể ảnh hưởng tác động một lực cơ học vào thiên nhiên và môi trường truyền âm : không khí, chất lỏng, chất rắn giống những âm thanh thông thường. Với vận tốc tương tương với vận tốc của âm thanh, nhưng do có tần số cao hơn nên bước sóng ngắn hơn bước sóng âm thanh .

Sóng siêu âm sẽ được truyền đi dưới dạng hình cầu rỗng đồng tâm, bề mặt của các quả cầu là các phân tử không khí nén, và không gian giữa các quả cầu là phần mở rộng của các phân tử không khí mà sóng âm truyền qua. Mỗi lượt sóng siêu âm nở và nén được gọi là một chu kỳ. Do đó, trong vòng 1 giây, khi sóng siêu âm hoàn thành 50 chu kỳ tức là chúng đã thực hiện 50 lần giãn nở và nén.
Thuật ngữ tần số chỉ số chu kỳ trên một đơn vị thời gian mà sóng âm thanh dao động. Một chu kỳ trên giây được gọi là hertz và được viết tắt là Hz. Các đơn vị khác của thang đo trong siêu âm là kilohertz (kHz), đại diện cho 1.000 Hz; và megahertz (MHz), đại diện cho 1.000.000 Hz hoặc 1.000 kHz.

Các đại lượng đặc trưng của sóng siêu âm

Sóng siêu âm là một tập hợp của những lần nén và dãn biến hóa tuần tự theo dạng hình sin. Trong đó những đỉnh sóng sẽ bộc lộ mức áp lực đè nén cao nhất còn những đáy sóng biểu lộ mức áp lực đè nén thấp nhất. Các đại lượng đặc trưng của sóng gồm có :

• Chu kỳ T: là khoảng thời gian mà sóng thực hiện một lần nén và một lần dãn, đơn vị s.
• Tần số f: số chu kỳ thực hiện được trong 1 giây, đơn vị Hz.
• Vận tốc truyền của sóng âm: quãng đường mà sóng âm truyền được sau một đơn vị thời gian.
• Độ dài bước sóng: quãng đường mà sóng truyền được sau khoảng thời gian bằng một chu kỳ, đơn vị micromet.

Phân loại sóng siêu âm

Theo phương dao động

• Sóng ngang

Có phương giao động của những thành phần của thiên nhiên và môi trường vuông góc với tia sóng. Sóng ngang thường Open trong những thiên nhiên và môi trường có tính đàn hồi về hình dạng, đơn cử là những vật rắn .

• Sóng dọc

Có phương xê dịch của những thành phần thiên nhiên và môi trường trùng với tia sóng. Sóng dọc thường Open trong những thiên nhiên và môi trường chịu biến dạng về thể tích, đơn cử là thiên nhiên và môi trường vật rắn, lỏng hoặc khí .

Phân loại theo tần số

• Sóng âm tần số cực thấp: hay còn gọi là sóng hạ âm, tiếng Anh là Infrasound có tần số f
• Sóng âm tần số nghe thấy được, tiếng Anh là Audible sound có tần số f = 16 Hz- 20kHz.
• Sóng siêu âm, tiếng Anh là Ultrasound có tần số f > 20 kHz

Ứng dụng của sóng siêu âm

Với những bước sóng ngắn nên độ phân giải của ảnh chụp siêu âm hoàn toàn có thể phân biệt những vật thể nhỏ có kích cỡ milimet. Do vậy mà lúc bấy giờ sóng siêu âm được ứng dụng thoáng rộng trong nhiều nghành nghề dịch vụ, điển hình nổi bật nhất là trong y học. Dưới đây la fmootj số ứng dụng nổi bật :

Sóng siêu âm trong y học

Sóng siêu âm đóng vai trò vô cùng quan trọng trong y học, đơn cử được ứng dụng trong hoạt động giải trí siêu âm, thăm khám. Nhờ vào công nghệ tiên tiến siêu âm chẩn đoán mà những bác sĩ hoàn toàn có thể đưa ra những Dự kiến một cách đúng mực nhất về thực trạng của người bệnh. Từ đó có giải pháp, liệu trình điều trị hiệu suất cao .

Sóng siêu âm trong lĩnh vực tẩy rửa

Sóng siêu âm được dùng để sản xuất, sản xuất dòng máy tẩy rửa chạy bằng sóng siêu âm. Cụ thể khi bộ rung của sóng siêu âm hoạt động giải trí sẽ sinh ra những tín hiệu giao động của điện từ và cung ứng nguồn nguồn năng lượng cho đầu dò để máy quản lý và vận hành. Đầu dò sẽ khiến máy phát sóng siêu âm sản sinh tín hiệu rung điện từ và chuyển hóa thành chấn động rung siêu âm cho máy. Đồng thời còn sản sinh ra những bọt bóng khi đó trên mặt phẳng vật thể cần tẩy rửa sẽ bùng nổ, phát ra luồng xung kích rất mạnh len lõi quét qua hàng loạt mặt phẳng vật thể .

Sóng siêu âm trong khoa học quân sự

Sóng siêu âm được sử dụng để phát hiện thủy hải sản, tài nguyên biển ; cảnh báo nhắc nhở chướng ngại vật trên biển như : đá ngầm, bãi ngầm, núi băng, nhiều lúc, chúng cũng là công cụ để tìm kiếm những loại tàu ngầm xâm nhập phạm pháp. Sóng siêu âm trọn vẹn hoàn toàn có thể thay thế sửa chữa ra-da để hoạt động giải trí dưới nước .

Sóng siêu âm trong trong công nghiệp

Sóng siêu âm được dùng để sản xuất đồng hồ đo lưu lượng nước siêu âm và được ứng dụng phổ biến trong các nhà máy, khu công nghiệp. Với cơ chế hoạt động sử dụng nguyên lý sóng siêu âm để đo lưu lượng, tính toán lưu lượng thể tích dựa trên khoảng thời gian di chuyển của các âm thanh giữa các cặp sensor gắn trên thiết bị. Và ưu điểm có độ chính xác cao, đáp ứng được tiêu chuẩn đối với lưu lượng sử dụng cho thương mại, sử dụng được trong nhiều loại môi chất khác nhau…

Sóng siêu âm trong xử lý khí thải

Sóng siêu âm đã được sử dụng để kết dính, hoặc đông tụ, những hạt rắn hoặc lỏng có trong bụi, sương mù hoặc khói thành những cục lớn hơn. Kỹ thuật này được sử dụng trong một quy trình được gọi là tẩy rửa bằng sóng siêu âm, bằng cách đó những hạt vật chất được đông tụ trong những túi khí trước khi nó gây ô nhiễm bầu khí quyển. Đông tụ cũng đã được sử dụng tại những trường bay để phân tán sương mù và sương mù .
Ngoài ra, sóng siêu âm còn được ứng dụng trong rất nhiều nghành, thiên nhiên và môi trường khác như trong thực phẩm, công nghệ tiên tiến …

Tổng kết

Bài viết trên đây chúng tôi đã tổng hợp những thông tin cơ bản về sóng siêu âm cùng những kỹ năng và kiến thức tương quan và ứng dụng của sóng siêu âm trong công nghiệp, y học, thực phẩm … Lưu ý, để lựa chọn được thiết bị tạo sóng siêu âm tương thích người dùng cần tìm hiểu và khám phá kỹ về tần số siêu âm thích hợp với ứng dụng .

Source: https://thcsbevandan.edu.vn
Category : Phương pháp học tập