مبدأ وتطبيق الموجات فوق الصوتية
لا تختلف قوانين الانتشار الخاصة بالانعكاس والانكسار والحيود وتشتت الموجات فوق الصوتية في الوسط بشكل أساسي عن قوانين الموجات الصوتية المسموعة. لكن الطول الموجي للموجات فوق الصوتية قصير جدًا ، فقط بضعة سنتيمترات ، حتى بضعة آلاف من المليمترات.
لا تختلف قوانين الانتشار الخاصة بالانعكاس والانكسار والحيود وتشتت الموجات فوق الصوتية في الوسط بشكل أساسي عن قوانين الموجات الصوتية المسموعة. لكن الطول الموجي للموجات فوق الصوتية قصير جدًا ، فقط بضعة سنتيمترات ، حتى بضعة آلاف من المليمترات.
يتضمن التطبيق الفني للموجات فوق الصوتية ، باختصار ، جانبين أساسيين:
(1) العلاج بالموجات فوق الصوتية. تستخدم المعالجة بالموجات فوق الصوتية بشكل أساسي خصائص قوتها وتجويفها لتغيير أو تسريع تغيير بعض الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية أو البيولوجية أو حالات المواد. استخدام الموجات فوق الصوتية القوية للمعالجة ، التنظيف بالموجات فوق الصوتية ، اللحام بالموجات فوق الصوتية ، الاستحلاب بالموجات فوق الصوتية ، التكسير بالموجات فوق الصوتية ، التفريغ بالموجات فوق الصوتية ، العلاج الطبي بالموجات فوق الصوتية ، علاج البذور بالموجات فوق الصوتية ، إلخ ، تم استخدامه على نطاق واسع في مختلف القطاعات مثل الصناعة والزراعة والطب و الصحة. في الصناعة ، تُستخدم الموجات فوق الصوتية القوية لحفر وقطع الأجسام الصلبة مثل الفولاذ والسيراميك والأحجار الكريمة والماس. عادة ، يمكننا استخدام المطارق والمثاقب الفولاذية لعمل ثقوب في الصخور الصلبة واحدة تلو الأخرى. المعالجة بالموجات فوق الصوتية هي السبب أيضًا.
(2) كشف الخلل بالموجات فوق الصوتية ، وقياس السماكة ، وقياس المسافة ، والتشخيص الطبي والتصوير. في الإنتاج الصناعي ، غالبًا ما تستخدم طريقة النقل بالموجات فوق الصوتية للكشف غير المدمر عن المنتجات. يمكن للموجة فوق الصوتية المنبعثة من مولد الموجات فوق الصوتية أن تخترق العينة المراد اختبارها واستقبالها بواسطة جهاز الاستقبال على الجانب الآخر. إذا كان هناك عيب داخل العينة ، فسوف تنعكس الموجات فوق الصوتية عند العيب. في هذا الوقت ، لا يمكن لجهاز الاستقبال الموجود على الجانب الآخر استقبال أو لا يمكنه استقبال جميع الإشارات فوق الصوتية المنبعثة من المولد. بهذه الطريقة ، يمكن الكشف عن وجود عيوب في العينة دون الإضرار بالعينة المراد اختبارها. غالبًا ما يتم استخدام طريقة الصدى في التشخيص الطبي: يتم اختراق الموجات فوق الصوتية الضعيفة إلى جسم الإنسان. عندما يصادف الموجات فوق الصوتية واجهة العضو ، فإنه سينعكس وينقل. سوف تنعكس الموجات فوق الصوتية التي تنتقل إلى الأعضاء وتنتقل مرة أخرى عندما تواجه الواجهة. يستقبل جهاز الاستقبال بالموجات فوق الصوتية الموجات المنعكسة على وجه التحديد في كل مرة. يمكن للطاقم الطبي فهم حجم وموقع الأعضاء وآفاتها الداخلية بناءً على الفاصل الزمني وقوة الموجة لكل موجة منعكسة يتم استقبالها. بالمقارنة مع الموجات الصوتية المسموعة ، فإن الموجات فوق الصوتية لها العديد من الخصائص الغريبة:
1. التجويف - عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية في السائل ، سيتم إنشاء تجاويف صغيرة في السائل بسبب الاهتزاز العنيف للجسيمات السائلة. تتوسع هذه التجاويف الصغيرة وتغلق بسرعة ، مما يتسبب في حدوث تصادم عنيف بين جزيئات السائل ، مما يؤدي إلى ضغوط من آلاف إلى عشرات الآلاف من الغلاف الجوي. سيؤدي هذا التفاعل العنيف بين الجزيئات إلى ارتفاع درجة حرارة السائل فجأة ، ولعب تأثير التحريك الجيد ، بحيث يستحلب السائلان غير الممتزجين (مثل الماء والزيت) ، ويسرعان من انحلال المواد المذابة. تفاعل كيميائي. تسمى التأثيرات المختلفة الناتجة عن عمل الموجات فوق الصوتية في السائل بالتجويف فوق الصوتي.
2. خصائص القوة - عندما ينتشر الصوت في الهواء ، فإنه يدفع الجزيئات في الهواء لتهتز ذهابًا وإيابًا وتعمل على الجسيمات. قوة الموجة الصوتية هي كمية مادية تعبر عن سرعة عمل الموجة الصوتية&# 39؛ s. تحت نفس الشدة ، كلما زاد تردد الموجة الصوتية ، زادت قوتها. نظرًا لارتفاع تردد الموجات فوق الصوتية ، فإن قوة الموجات فوق الصوتية كبيرة جدًا مقارنة بالموجات الصوتية العادية.
3. خصائص الانتشار - الطول الموجي للموجات فوق الصوتية قصير جدًا ، وحجم العوائق العادية أكبر بعدة مرات من الطول الموجي للموجات فوق الصوتية. لذلك ، فإن قوة حيود الموجات فوق الصوتية ضعيفة للغاية. يمكن أن ينتشر في خط مستقيم في وسط موحد. كلما كان الطول الموجي للموجات فوق الصوتية أقصر ، تكون هذه الميزة أكثر روعة.
