ულტრაბგერითი და ინფრაბგერითი ხმის აქტიური აკუსტიკური შთამნთქმელი. სკოლის ენციკლოპედია

ულტრაბგერა:

რა არის ულტრაბგერა;
ულტრაბგერის გავლენა ადამიანის სხეულზე;
ულტრაბგერის გამოყენება მრეწველობასა და ეკონომიკაში;
ულტრაბგერის გამოყენების პერსპექტივები.

ინფრაბგერა:

რა არის ინფრაბგერითი;
ინფრაბგერითი გავლენა ადამიანის სხეულზე;
ინფრაბგერითი ანომალიები;
ცხოველები ინფრაბგერის გამოყენებით;
ინფრაბგერითი გამოყენების პერსპექტივები;
დასკვნა

ულტრაბგერა

1. რა არის ულტრაბგერა?

ბოლო დროს წარმოებაში სულ უფრო ფართოდ გავრცელდა ულტრაბგერითი ენერგიის გამოყენებაზე დაფუძნებული ტექნოლოგიური პროცესები. ექოსკოპიას გამოყენება მედიცინაშიც ჰპოვა. სხვადასხვა დანაყოფებისა და მანქანების ერთეულის სიმძლავრის და სიჩქარის გაზრდის გამო, ხმაურის დონე იზრდება, მათ შორის ულტრაბგერითი სიხშირის დიაპაზონში.

ულტრაბგერა არის ელასტიური საშუალების მექანიკური ვიბრაცია, რომლის სიხშირე აღემატება მოსმენის ზედა ზღვარს -20 kHz. ხმის წნევის დონის ერთეულია dB. ულტრაბგერის ინტენსივობის საზომი ერთეულია ვატი კვადრატულ სანტიმეტრზე (W/s2) ადამიანის ყური ვერ აღიქვამს ულტრაბგერას, მაგრამ ზოგიერთ ცხოველს, როგორიცაა ღამურები, შეუძლია ულტრაბგერის მოსმენა და გამომუშავება. მას ნაწილობრივ აღიქვამენ მღრღნელები, კატები, ძაღლები, ვეშაპები და დელფინები. ულტრაბგერითი ვიბრაცია ხდება მანქანის ძრავების, ჩარხების და სარაკეტო ძრავების მუშაობის დროს.

მისი მაღალი სიხშირის (მოკლე ტალღის სიგრძის) გამო ულტრაბგერას განსაკუთრებული თვისებები აქვს. ამრიგად, სინათლის მსგავსად, ულტრაბგერითმა ტალღებმა შეიძლება შექმნას მკაცრად მიმართული სხივები. ამ სხივების ასახვა და გარდატეხა ორი მედიის საზღვარზე ემორჩილება გეომეტრიული ოპტიკის კანონებს. ის ძლიერად შეიწოვება გაზებით და სუსტად სითხეებით. სითხეში ულტრაბგერის გავლენის ქვეშ, სიცარიელეები წარმოიქმნება პაწაწინა ბუშტების სახით, მათ შიგნით წნევის ხანმოკლე მატებით. გარდა ამისა, ულტრაბგერითი ტალღები აჩქარებს დიფუზიის პროცესებს.

ულტრაბგერის ეს თვისებები და გარემოსთან ურთიერთქმედების თავისებურებები განაპირობებს მის ფართო ტექნიკურ და სამედიცინო გამოყენებას. ულტრაბგერა გამოიყენება მედიცინაში და ბიოლოგიაში ექოლოკაციისთვის, სიმსივნეების და სხეულის ქსოვილების ზოგიერთი დეფექტის იდენტიფიცირებისთვის და სამკურნალოდ, ქირურგიაში და ტრავმატოლოგიაში რბილი და ძვლოვანი ქსოვილების ჭრისთვის სხვადასხვა ოპერაციების დროს, გატეხილი ძვლების შესადუღებლად, უჯრედების განადგურებისთვის (მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი). ულტრაბგერითი თერაპიისას თერაპიული მიზნით გამოიყენება რხევები 800-900 kHz.

2. ექოსკოპიის გავლენა ადამიანის ორგანიზმზე

ულტრაბგერას აქვს ძირითადად ლოკალური ეფექტი სხეულზე, რადგან ის გადადის უშუალო კონტაქტით ულტრაბგერით ინსტრუმენტთან, სამუშაო ნაწილებთან ან გარემოში, სადაც ულტრაბგერითი ვიბრაცია აღგზნებულია. ულტრაბგერითი დაბალი სიხშირის სამრეწველო აღჭურვილობის მიერ წარმოქმნილი ულტრაბგერითი ვიბრაციები უარყოფითად მოქმედებს ადამიანის სხეულზე. ჰაერის ულტრაბგერითი ხანგრძლივი სისტემატური ზემოქმედება იწვევს ცვლილებებს ნერვულ, გულ-სისხლძარღვთა და ენდოკრინულ სისტემებში, აუდიტორულ და ვესტიბულურ ანალიზატორებში.

ცოცხალ ქსოვილებში ულტრაბგერითი ვიბრაციების სფეროში ექოსკოპიას აქვს მექანიკური, თერმული, ფიზიკოქიმიური ეფექტები (უჯრედების და ქსოვილების მიკრომასაჟი). ამავდროულად, მეტაბოლური პროცესები გააქტიურებულია და სხეულის იმუნური თვისებები იზრდება.

3. ულტრაბგერის გამოყენება მრეწველობასა და ეკონომიკაში

დღეს ულტრაბგერითი გამოიყენება უამრავ ინდუსტრიაში. მათ შორის: მედიცინა, გეოლოგია, ფოლადის მრეწველობა, სამხედრო მრეწველობა და ა.შ. ექოსკოპია უკიდურესად ინტენსიურად გამოიყენება გეოლოგიაში, არსებობს სპეციალური მეცნიერება - გეოფიზიკა.

ულტრაბგერის გამოყენებით, გეოფიზიკოსები პოულობენ ძვირფასი მინერალების საბადოებს და ადგენენ მათი მდებარეობის სიღრმეს. ლითონის სამსხმელო ინდუსტრიაში, ულტრაბგერითი გამოიყენება ლითონის ბროლის გისოსის მდგომარეობის დიაგნოსტიკისთვის. მაღალი ხარისხის პროდუქტების მილების და სხივების „მოსმენისას“ მიიღება გარკვეული სიგნალი, მაგრამ თუ პროდუქტს აქვს რაღაც განსხვავებული ნორმისგან (სიმკვრივე, დიზაინის ხარვეზი), სიგნალი განსხვავებული იქნება, რაც ინჟინერს მიანიშნებს, რომ დეფექტურია.

მტრის გემებით გარშემორტყმულ წყალქვეშა ნავს ბაზასთან დასაკავშირებლად მხოლოდ ერთი უსაფრთხო გზა აქვს - წყლის გარემოში სიგნალის გადაცემა. ამისთვის გამოიყენება გარკვეული სიხშირის სპეციალური პირობითი ულტრაბგერითი სიგნალი - ასეთი შეტყობინების ჩაჭრა თითქმის შეუძლებელია, რადგან ამისათვის თქვენ უნდა იცოდეთ მისი სიხშირე, გადაცემის ზუსტი დრო და "მარშრუტი". თუმცა ნავიდან სიგნალის გაგზავნაც რთული პროცედურაა - აუცილებელია გავითვალისწინოთ ყველა სიღრმე, წყლის ტემპერატურა და ა.შ. ბაზას, რომელიც იღებს სიგნალს და იცის მისი მოგზაურობის დრო, შეუძლია გამოთვალოს მანძილი ნავმდე და, შედეგად, მისი მდებარეობა. წყალქვეშა ფლოტი ასევე იყენებს სპეციალურ მოკლე ულტრაბგერითი იმპულსებს, რომლებიც გაგზავნილია სონარით უშუალოდ წყალქვეშა ნავიდან; იმპულსი აისახება საგნებიდან - კლდეებიდან, სხვა გემებიდან და მისი დახმარებით გამოითვლება მიმართულება და მანძილი დაბრკოლებამდე (ტექნიკა ნასესხებია ღამის მტაცებლებისგან - ღამურები).

ულტრაბგერითი აბაზანები ასევე გამოიყენება როგორც ინსტრუმენტების დეზინფექციისთვის, ასევე კოსმეტიკური მიზნებისთვის - ფეხების, ხელების და სახის მასაჟისთვის. ულტრაბგერითი ჰაერის დამატენიანებელი და საქშენები, ისევე როგორც დიაპაზონის მზომი, ძალიან ეფექტურია (ცნობილი საგზაო პოლიციის სიჩქარის რადარები ასევე იყენებენ ულტრაბგერითი იმპულსებს).

4. ექოსკოპიის გამოყენების პერსპექტივები

სამომავლოდ მოსალოდნელია, რომ ულტრაბგერითი იმპულსები უფრო ფართოდ იქნება გამოყენებული კოსმეტიკური მიზნებისთვის - მეცნიერები უკვე იყენებენ ულტრაბგერას ფორების გასასუფთავებლად, განახლებისა და დაბერებული კანის გასაახალგაზრდავებლად - ულტრაბგერითი პილინგი. მიმდინარეობს მუშაობა ულტრაბგერითი იარაღის შექმნაზე, ასევე მათგან დაცვის სისტემების შემუშავებაზე. მოსალოდნელია, რომ ულტრაბგერა უფრო ფართოდ იქნება გამოყენებული ოჯახებში.

ინფრაბგერითი

5. რა არის ინფრაბგერა?

ტექნოლოგიებისა და მანქანების განვითარებას, ტექნოლოგიური პროცესებისა და აღჭურვილობის გაუმჯობესებას თან ახლავს მანქანების სიმძლავრისა და ზომების ზრდა, რაც განსაზღვრავს სპექტრში დაბალი სიხშირის კომპონენტების გაზრდის ტენდენციას და ინფრაბგერის წარმოქმნას, რაც შედარებით ახალი, ბოლომდე შეუსწავლელი ფაქტორი საწარმოო გარემოში.

ინფრაბგერა ეხება აკუსტიკურ ვიბრაციას 20 ჰც-ზე დაბალი სიხშირით. ეს სიხშირის დიაპაზონი დგას მოსმენის ზღურბლზე ქვემოთ და ადამიანის ყურს არ შეუძლია ამ სიხშირეების ვიბრაციების აღქმა. სამრეწველო ინფრაბგერა წარმოიქმნება იგივე პროცესების გამო, როგორც ხმოვანი სიხშირეების ხმაური. ინფრაბგერითი ვიბრაციების ყველაზე დიდი ინტენსივობა იქმნება მანქანებითა და მექანიზმებით, რომლებსაც აქვთ დიდი ზედაპირი, რომლებიც ასრულებენ დაბალი სიხშირის მექანიკურ ვიბრაციას (მექანიკური წარმოშობის ინფრაბგერა) ან აირების და სითხეების ტურბულენტურ ნაკადებს (აეროდინამიკური ან ჰიდროდინამიკური წარმოშობის ინფრაბგერა). დაბალი სიხშირის აკუსტიკური ვიბრაციების მაქსიმალური დონე სამრეწველო და სატრანსპორტო წყაროებიდან აღწევს 100-110 დბ.

6. ინფრაბგერის გავლენა ადამიანის ორგანიზმზე

სხეულზე ინფრაბგერის ბიოლოგიური ზემოქმედების კვლევებმა აჩვენა, რომ 110-დან 150 დბ-მდე ან მეტ დონეზე, მას შეუძლია გამოიწვიოს უსიამოვნო სუბიექტური შეგრძნებები და მრავალი რეაქტიული ცვლილება ადამიანებში, რაც მოიცავს ცვლილებებს ცენტრალურ ნერვულ, გულ-სისხლძარღვთა და რესპირატორულ სისტემებში და ვესტიბულური ანალიზატორი. არსებობს მტკიცებულება, რომ ინფრაბგერა იწვევს სმენის დაქვეითებას ძირითადად დაბალ და საშუალო სიხშირეზე. ამ ცვლილებების სიმძიმე დამოკიდებულია ინფრაბგერითი ინტენსივობის დონეზე და ფაქტორის ხანგრძლივობაზე.

ინფრაბგერა სულაც არ არის ახლახან აღმოჩენილი ფენომენი. ფაქტობრივად, ის ორგანისტებისთვის ცნობილია 250 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში. ბევრ საკათედრო ტაძარსა და ეკლესიას აქვს ორგანოს მილები იმდენად გრძელი, რომ ისინი წარმოქმნიან ხმას 20 ჰც-ზე ნაკლები სიხშირით, რაც არ არის აღქმადი ადამიანის ყურისთვის. მაგრამ, როგორც ბრიტანელმა მკვლევარებმა დაადგინეს, ასეთ ინფრაბგერას შეუძლია აუდიტორიაში სხვადასხვა და არც თუ ისე სასიამოვნო განცდები ჩანერგოს - სევდა, სიცივის შეგრძნება, შფოთვა, ხერხემლის კანკალი. ინფრაბგერითი ზემოქმედების ქვეშ მყოფი ადამიანები განიცდიან დაახლოებით იგივე შეგრძნებებს, როგორც იმ ადგილების მონახულებისას, სადაც მოჩვენებებთან შეხვედრები ხდებოდა.

7. ინფრაბგერითი ანომალიები

ჩრდილოეთ ამერიკის სანაპირო ზოლი კეიპ ჰატერასის, ფლორიდის ნახევარკუნძულისა და კუნძული კუბის გარშემო ქმნის გიგანტურ რეფლექტორს. ატლანტის ოკეანეში მომხდარი ქარიშხალი წარმოქმნის ინფრაბგერითი ტალღებს, რომლებიც ამ რეფლექტორიდან აისახება, ფოკუსირებულია ბერმუდის სამკუთხედის ტერიტორიაზე. ფოკუსირების სტრუქტურის კოლოსალური ზომები ვარაუდობს უბნების არსებობას, სადაც ინფრაბგერითი ვიბრაციები შეიძლება მიაღწიოს მნიშვნელოვან მნიშვნელობებს, რაც არის აქ წარმოქმნილი ანომალიური ფენომენების მიზეზი. როგორც ცნობილია, ძლიერი ინფრაბგერითი ვიბრაციები იწვევს ადამიანში პანიკის შიშს და ჩაკეტილი სივრციდან თავის დაღწევის სურვილს. ცხადია, ეს ქცევა არის „ინსტინქტური“ რეაქციის შედეგი, რომელიც განვითარდა შორეულ წარსულში, როგორც მიწისძვრის საწინდარი. სწორედ ეს რეაქცია იწვევს ეკიპაჟსა და მგზავრებს პანიკურად ტოვებს გემს. მათ შეუძლიათ ჩაჯდნენ ნავებში და გაცურონ თავიანთი გემიდან, ან გაიქცნენ გემბანზე და გადააგდონ გემზე. თუ ინფრაბგერის ინტენსივობა ძალიან მაღალია, ისინი შეიძლება მოკვდნენ კიდეც - თუ ის რეზონანსში შედის ადამიანის ბიორიტმებთან, განსაკუთრებით მაღალი ინტენსივობის ინფრაბგერამ შეიძლება გამოიწვიოს მყისიერი სიკვდილი.

ინფრაბგერამ შეიძლება გამოიწვიოს გემის ანძების რეზონანსული ვიბრაციები, რამაც გამოიწვია მათი ავარია (ინფრაბგერის ზემოქმედებამ თვითმფრინავის სტრუქტურულ ელემენტებზე შეიძლება გამოიწვიოს მსგავსი შედეგები). დაბალი სიხშირის ხმის ვიბრაციამ შეიძლება გამოიწვიოს სქელი („რძის მსგავსი“) ნისლის გამოჩენა ოკეანეში, რომელიც სწრაფად ჩნდება და ასევე სწრაფად ქრება. და ბოლოს, 5-7 ჰერცის სიხშირის ინფრაბგერას შეუძლია რეზონანსი ჰქონდეს მექანიკური, ხელის საათის ქანქართან, რომელსაც აქვს იგივე რხევის პერიოდი.

ცხადია, მსგავსი ფოკუსირების სტრუქტურები არსებობს მსოფლიოს სხვა რაიონებში. როგორც ჩანს, ერთ-ერთ ასეთ სტრუქტურაში ინტენსიური ინფრაბგერითი ვიბრაციებით გამოწვეული პანიკა სირენის მითის „საწყის წერტილად“ იქცა...

ინფრაბგერითი შეიძლება გავრცელდეს წყლის ქვეშ, ხოლო ფოკუსირების სტრუქტურა შეიძლება ჩამოყალიბდეს ქვედა ტოპოგრაფიით. ინფრაბგერითი ვიბრაციების წყარო შეიძლება იყოს წყალქვეშა ვულკანები და მიწისძვრები. ბუნებრივია, "ლანდშაფტის" რეფლექტორების ფორმა ძალიან შორს არის სრულყოფილი. ამიტომ, ჩვენ უნდა ვისაუბროთ ამრეკლავი ელემენტების სისტემაზე, თითოეული შემთხვევისთვის სპეციფიკური. ტალღის სიგრძის შესაბამისი ზომებით, სტრუქტურა შეიძლება იყოს რეზონანსული.

8. ცხოველები ინფრაბგერის გამოყენებით

ამერიკელმა მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ ვეფხვები და სპილოები იყენებენ არა მხოლოდ ღრიალს, ღრიალს ან ღრიალს და საყვირის ზარებს ერთმანეთთან კომუნიკაციისთვის, არამედ ინფრაბგერით, ანუ ძალიან დაბალი სიხშირის ხმოვან სიგნალებს, რომლებიც ადამიანის ყურისთვის არ ისმის. მეცნიერთა აზრით, ინფრაბგერითი საშუალებას აძლევს ცხოველებს შეინარჩუნონ კომუნიკაცია 8 კილომეტრამდე მანძილზე, რადგან ინფრაბგერითი სიგნალების გავრცელება თითქმის არ არის მგრძნობიარე რელიეფით გამოწვეული ჩარევის მიმართ და ნაკლებად არის დამოკიდებული ამინდსა და კლიმატურ ფაქტორებზე, როგორიცაა ჰაერის ტენიანობა.

ახლა მეცნიერები აპირებენ გაარკვიონ, აქვს თუ არა ვეფხვის ხმების სიხშირის სპექტრს ინდივიდუალური მახასიათებლები, რაც მათ საშუალებას აძლევს, ამოიცნონ ცხოველები. ეს მნიშვნელოვნად შეუწყობს ხელს მათი პირუტყვის აღრიცხვას.

ორეგონის პორტლანდის ზოოპარკში სპილოების ჯგუფის ქცევის შესწავლისას, მკვლევართა ჯგუფმა ჰაერში უჩვეულო ვიბრაციები „იგრძნო“. დახვეწილი ელექტრონული ხმის ამოცნობის სისტემის გამოყენებით, მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ ეს არის სპილოების მიერ გამოსხივებული ინფრაბგერითი ტალღები. კენიაში თავისუფალ სპილოებზე დაკვირვებისას, მკვლევარებმა იგივე აღჭურვილობის გამოყენებით დააფიქსირეს ზუსტად იგივე ტიპის ტალღები. მეცნიერებმა დაასკვნეს, რომ ცხოველები იყენებენ დაბალი სიხშირის ბგერებს ერთმანეთთან კომუნიკაციისთვის რამდენიმე კილომეტრის მანძილზე.

მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ მომავალში, როდესაც დაადგინეს ინფრაბგერითი სიგნალების მნიშვნელობა, გადავიდნენ ექსპერიმენტების ყველაზე საინტერესო ეტაპზე - მათი დახმარებით სპილოებთან კონტაქტის დამყარება.

9. ინფრაბგერითი გამოყენების პერსპექტივები

ახლა მეცნიერები ავითარებენ ეგრეთ წოდებულ "ინფრაბგერით იარაღს". დაგეგმილია დაბალი სიხშირის ხმის ტალღების გამოყენება, როგორც "პანიკის გენერატორი". ამ შემთხვევაში, ინფრაბგერა ბევრად უფრო მოსახერხებელია, ვიდრე მაღალი სიხშირის ტალღები, რადგან ის თავისთავად საფრთხეს უქმნის ადამიანის ჯანმრთელობას. ჩვენი ნერვული სისტემის და გულის სიხშირეები დევს ინფრაბგერით დიაპაზონში - 6 ჰც. ამ სიხშირეების ემულაცია იწვევს ჯანმრთელობის გაუარესებას, უსაფუძვლო შიშს, პანიკას, სიგიჟეს და ბოლოს სიკვდილს.

10. დასკვნა

ამ სამუშაოს დასრულების შემდეგ - ამ პრობლემაზე დიდი რაოდენობით მასალის შეგროვება, დამუშავება და შეჯამება, ბევრი რამ ვისწავლეთ ხმის ბუნების შესახებ. საფრთხის შესახებ, რომელიც მას შეუძლია შეუქმნას ადამიანის სხეულს და იმაზე, თუ რამდენად ფართოდ შეიძლება მისი გამოყენება საყოფაცხოვრებო პირობებში. ჩვენთვის ყველაზე საინტერესო ჰიპოთეზა იყო „შიშის“ ბუნებაზე, ტაძარში მყოფი ადამიანების შიშის შესახებ. ძალიან იმედისმომცემად მიგვაჩნია ცხოველებთან კომუნიკაციის მეთოდების კვლევა და, რა თქმა უნდა, ინფრაბგერის გამოყენება მომავალი ამოფრქვევებისა და მიწისძვრების ადგილმდებარეობისა და დროის პროგნოზირებისთვის.

ულტრაბგერა:

რა არის ულტრაბგერა;
ულტრაბგერის გავლენა ადამიანის სხეულზე;
ულტრაბგერის გამოყენება მრეწველობასა და ეკონომიკაში;
ულტრაბგერის გამოყენების პერსპექტივები.

ინფრაბგერა:

რა არის ინფრაბგერითი;
ინფრაბგერითი გავლენა ადამიანის სხეულზე;
ინფრაბგერითი ანომალიები;
ცხოველები ინფრაბგერის გამოყენებით;
ინფრაბგერითი გამოყენების პერსპექტივები;
დასკვნა

ულტრაბგერა

1. რა არის ულტრაბგერა?

2. ექოსკოპიის გავლენა ადამიანის ორგანიზმზე

3. ულტრაბგერის გამოყენება მრეწველობასა და ეკონომიკაში

4. ექოსკოპიის გამოყენების პერსპექტივები

ინფრაბგერითი

5. რა არის ინფრაბგერა?

6. ინფრაბგერის გავლენა ადამიანის ორგანიზმზე

7. ინფრაბგერითი ანომალიები

8. ცხოველები ინფრაბგერის გამოყენებით

9. ინფრაბგერითი გამოყენების პერსპექტივები

10. დასკვნა

ულტრაბგერა- ელასტიური ვიბრაციები 20 ათასი ჰც-ზე მეტი სიხშირით. შეიძლება წარმოიშვას მექანიკური, ელექტრომაგნიტური და თერმული წყაროებიდან. ულტრაბგერითი ვიბრაციების სიხშირის მატებასთან ერთად იზრდება მათი შეწოვა გარემოს მიერ და მცირდება ადამიანის ქსოვილში შეღწევის სიღრმე. ულტრაბგერის შეწოვას თან ახლავს საშუალების გათბობა. ულტრაბგერა იყოფა:

დაბალი სიხშირე

· მაღალი სიხშირე;

· საჰაერო;

· კონტაქტი.

დაბალი სიხშირის ხმის ვიბრაცია კარგად მოძრაობს ჰაერში.

ამჟამად ულტრაბგერა ფართოდ გამოიყენება ტექნოლოგიებისა და მრეწველობის სხვადასხვა დარგში, განსაკუთრებით ანალიზისა და კონტროლისთვის: ხარვეზების გამოვლენა, ნივთიერებების სტრუქტურული ანალიზი, მასალების ფიზიკური და ქიმიური თვისებების განსაზღვრა და ა.შ.

ტექნოლოგიური პროცესები: ნაწილების გაწმენდა და ცხიმის გაწმენდა, მყარი და მტვრევადი მასალების მექანიკური დამუშავება, შედუღება, შედუღება, დაკონსერვება, ელექტროლიტური პროცესები, ქიმიური რეაქციების აჩქარება - გამოიყენეთ დაბალი სიხშირის ულტრაბგერითი ვიბრაცია 18-დან 30 კჰც-მდე და მაღალი სიმძლავრის 6-მდე. 7 ვტ/სმ². ყველაზე გავრცელებული ულტრაბგერითი წყაროებია პიეზოელექტრული და მაგნიტური გადამყვანები. გარდა ამისა, სამრეწველო პირობებში, LF ულტრაბგერა ხშირად წარმოიქმნება აეროდინამიკური პროცესების დროს: რეაქტიული ძრავების, გაზის ტურბინების, ძლიერი საჰაერო ძრავების მუშაობა და ა.შ.

ექოსკოპია ფართოდ გავრცელდა მედიცინაში ხერხემლის, სახსრების, პერიფერიული ნერვული სისტემის დაავადებების სამკურნალოდ, ასევე ქირურგიული ოპერაციების ჩასატარებლად და დიაგნოსტიკისთვის. 2002 წელს ამერიკელმა მეცნიერებმა შეიმუშავეს მეთოდი ტვინის სიმსივნეების მოსაშორებლად, რომლებიც არ ექვემდებარება ჩვეულებრივ ქირურგიულ მკურნალობას. იგი ეფუძნება კატარაქტის მოცილებისას გამოყენებულ პრინციპს - პათოლოგიური წარმონაქმნის ჩახშობა ფოკუსირებული ულტრაბგერითი.

2006 წელს ალბერტას კანადის უნივერსიტეტის ექიმებმა შეიმუშავეს ტექნოლოგია, რომლითაც მათ ისწავლეს დაბალი ინტენსივობის პულსირებული ულტრაბგერის გამოყენება დარტყმული და ჩამოვარდნილი კბილების ხელახალი ზრდის სტიმულირებისთვის.

სადიაგნოსტიკო ულტრაბგერა სამი ათეული წელია ინტენსიურად გამოიყენება ორსულობისა და ცალკეული ორგანოების დაავადებების დროს. ულტრაბგერა, ადამიანის ან ნაყოფის ორგანოების სახით დაბრკოლების შეხვედრისას, განსაზღვრავს მათ არსებობას და ზომას. ყველაზე ხშირად გამოყენებული თერაპიული ულტრაბგერის ინტენსივობა არ აღემატება 0,2-0,4 ვტ/სმ²; დიაგნოსტიკისთვის გამოყენებული ულტრაბგერითი ვიბრაციების სიხშირე მერყეობს 800 KHz-დან 20 MHz-მდე, ინტენსივობა მერყეობს 0.01-დან 20 W/cm²-მდე ან მეტი. ნეიროქირურგია იყენებს ელექტრონულ აღჭურვილობას ძლიერი ფოკუსირებული მაღალი სიხშირის (დაახლოებით 1000 kHz) სხივით.

სხეულზე ზემოქმედების ბიოლოგიური ეფექტი დამოკიდებულია ულტრაბგერითი ზემოქმედების ინტენსივობაზე, ექსპოზიციის ხანგრძლივობაზე და სხეულის ზომაზე.

ჰაერში გავრცელების ულტრაბგერის ხანგრძლივი სისტემატური ზემოქმედება იწვევს ნერვული, გულ-სისხლძარღვთა, ენდოკრინული სისტემების, სმენის და ვესტიბულური ანალიზატორების ფუნქციურ დარღვევებს.

ულტრაბგერითი აპარატებზე მომუშავე ადამიანებს აღენიშნებათ მძიმე ასთენია, სისხლძარღვთა ჰიპოტენზია და გულისა და ტვინის ელექტრული აქტივობის დაქვეითება. შეინიშნება რეფლექსური ხასიათის ცვლილებები ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში - შიშის განცდა სიბნელეში, ჩაკეტილ სივრცეში; უეცარი შეტევები გულისცემის გაზრდით, ჭარბი ოფლიანობა, სპაზმი კუჭში, ნაწლავებში და ნაღვლის ბუშტში.

ყველაზე ტიპიური სიმპტომებია ვეგეტატიურ-სისხლძარღვთა დისტონია ძლიერი დაღლილობის ჩივილებით, თავის ტკივილი და წნევის შეგრძნება თავში, კონცენტრაციის გაძნელება, აზროვნების პროცესის დათრგუნვა და უძილობა.

ხელებზე მაღალი სიხშირის ულტრაბგერის კონტაქტური ეფექტი იწვევს ხელებში კაპილარული სისხლის მიმოქცევის დარღვევას და ტკივილის მგრძნობელობის დაქვეითებას. დადგენილია, რომ ულტრაბგერითმა ვიბრაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ძვლის სტრუქტურაში ცვლილებები ძვლის სიმკვრივის შემცირებით.

ინფრაბგერითი- ელასტიური ტალღები, ბგერითი ტალღების მსგავსი, მაგრამ უფრო დაბალი სიხშირით, ვიდრე ადამიანის მიერ მოსმენილი. როგორც წესი, 16-25 ჰც მიიღება, როგორც ინფრაბგერის (IS) დიაპაზონის ზედა ზღვარი, ქვედა ზღვარი არ არის განსაზღვრული. ინფრაბგერა შეიცავს ატმოსფეროს, ტყის და ზღვის ხმაურს. IR რხევების წყაროა ელვისებური გამონადენი (ჭექა-ქუხილი), აფეთქებები და სროლები. IZ რხევები შეიმჩნევა დედამიწის ქერქში, აღგზნებული სხვადასხვა წყაროებით, მათ შორის მიწისძვრებით, აფეთქებებით, მეწყერებით და მანქანებით.

ინფრაბგერა სუსტად შეიწოვება სხვადასხვა გარემოში, ამიტომ მას შეუძლია გადაადგილება ძალიან დიდ დისტანციებზე. ამას აქვს პრაქტიკული გამოყენება მიწისძვრის, დიდი აფეთქების ან საცეცხლე იარაღის ეპიცენტრის ადგილმდებარეობის დასადგენად. ზღვაზე შორ მანძილზე რადიაციის გავრცელება შესაძლებელს ხდის ბუნებრივი კატასტროფების (ცუნამის) პროგნოზირებას. აფეთქებები, რომლებიც წარმოქმნის IR სიხშირეების ფართო დიაპაზონს, გამოიყენება ატმოსფეროს ზედა ფენების და წყლის გარემოს თვისებების შესასწავლად.

სამრეწველო წარმოებისა და ტრანსპორტის განვითარებამ გამოიწვია გარემოში ინფრაბგერის წყაროების მნიშვნელოვანი ზრდა და მისი დონის მატება. ქალაქში ინფრაბგერის ძირითადი ხელოვნური წყაროები ნაჩვენებია ცხრილში (ცხრილი 3):

ცხრილი 3

წარმოების პირობებში, ინფრაბგერა ჩვეულებრივ შერწყმულია დაბალი სიხშირის ხმაურთან, ზოგიერთ შემთხვევაში კი დაბალი სიხშირის ვიბრაციასთან.

60-იანი წლების ბოლოს ფრანგმა მკვლევარმა გავრომ აღმოაჩინა, რომ გარკვეული სიხშირის ინფრაბგერითი ტალღები შეიძლება გამოიწვიოს შფოთვა და მოუსვენრობა, თავის ტკივილი, შეამციროს ყურადღება და შესრულება, დაარღვიოს ვესტიბულური სისტემის ფუნქცია და გამოიწვიოს სისხლდენა ცხვირიდან და ყურებიდან. პროფესორი გავრო ვარაუდობს, რომ ინფრაბგერის ბიოლოგიური ეფექტი ვლინდება, თუ ტალღის სიხშირე ემთხვევა ადამიანის ტვინის ალფა რიტმს.

ინფრაბგერის აღქმის მექანიზმი და მისი ფიზიოლოგიური ზემოქმედება ადამიანებზე ჯერ ბოლომდე არ არის დადგენილი. შესაძლებელია ის დაკავშირებული იყოს ორგანიზმში რეზონანსული რხევების აგზნებასთან. ამრიგად, ჩვენი ვესტიბულური აპარატის ბუნებრივი სიხშირე უახლოვდება 6 ჰც-ს და ბევრი ადამიანი იცნობს უსიამოვნო შეგრძნებებს ავტობუსში, მატარებელში დიდი ხნის განმავლობაში მგზავრობისას, გემზე ცურვისას ან საქანელაზე ქანაობისას. 7 ჰც სიხშირის ინფრაბგერა ლეტალურია. ინფრაბგერითი შიშის გამოწვევის შესაძლებლობას პოლიცია იყენებს მსოფლიოს მრავალ ქვეყანაში: ბრბოს დასაშლელად ჩართულია მძლავრი გენერატორები, რომელთა სიხშირეები განსხვავდება 5-9 ჰც-ით. ამ გენერატორების სიხშირეების განსხვავების შედეგად წარმოქმნილი გამოსხივება აქვს IZ სიხშირე და ბევრ ადამიანში იწვევს შიშის უგონო გრძნობას და რაც შეიძლება სწრაფად წასვლის სურვილს.

ინფრაბგერის გავლენის ქვეშ, მარცხენა და მარჯვენა თვალის მიერ შექმნილი ვიზუალური გამოსახულებები შეიძლება განსხვავდებოდეს, ჰორიზონტი იწყებს დამახინჯებას და პრობლემები წარმოიქმნება სივრცეში ორიენტაციასთან დაკავშირებით. მსგავს შეგრძნებებს იწვევს სინათლის პულსაცია 4-8 ჰც სიხშირით. ეგვიპტელმა მღვდლებმაც კი, ფსიქიკის დათრგუნვისა და ტყვეობიდან აღსარების მისაღებად, მას აკრას და სარკეების გამოყენებით თვალებში პულსირებულ მზის სხივს უსვამდნენ. გარკვეული პერიოდის შემდეგ პატიმარს კრუნჩხვები დაეწყო, პირიდან ქაფი დაუწყო და კითხვებს უპასუხა.

როდესაც სხეული ექვემდებარება ინფრაბგერას 110-150 დბ დონეზე, შეიძლება მოხდეს დარღვევები ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში, გულ-სისხლძარღვთა სისტემაში, რესპირატორულ სისტემაში და ვესტიბულურ ანალიზატორში. ჩივილია თავის ტკივილზე, თავბრუსხვევაზე, ყურებსა და თავში შუილი, ყურადღების და შესრულების დაქვეითება. შეიძლება იყოს შიშის განცდა, ძილიანობა, მეტყველების გაძნელება, დისბალანსი, შფოთვა და გაურკვევლობა და ემოციური არასტაბილურობა.

ულტრაბგერაარის ხმა, რომლის სიხშირე აღემატება ნორმალური ადამიანის ყურის მოსმენის ზედა ზღვარს. ულტრაბგერითი მოწყობილობები მუშაობენ 20 კჰც-დან რამდენიმე გიგაჰერცამდე სიხშირეებზე.

სურათი 1. სიხშირის დიაპაზონი

ულტრაბგერა ველურ ბუნებაში

ღამურები იყენებენ მაღალი სიხშირის (მოკლე ტალღის სიგრძის) ულტრაბგერით ტალღებს ნადირობის უნარის გასაძლიერებლად. ღამურის ტიპიური მტაცებელი არის თივა - ობიექტი, რომელიც არ აღემატება თავად ღამურას. ღამურები იყენებენ ულტრაბგერითი ექოლოკაციის ტექნიკას ჰაერში ნათესავების გამოსავლენად.

სურათი 2. ღამურები იყენებენ ულტრაბგერას სიბნელეში ნავიგაციისთვის.

მაგრამ რატომ ულტრაბგერითი? ამ კითხვაზე პასუხი დიფრაქციის ფიზიკაშია. ვინაიდან ტალღის სიგრძე უფრო მოკლე ხდება ვიდრე დაბრკოლება, რომელსაც ხვდება, ტალღა ვეღარ ახერხებს მის ირგვლივ გაფანტვას და, შესაბამისად, აირეკლება. ღამურები იყენებენ ულტრაბგერით ტალღებს მათი მტაცებლის ზომაზე ნაკლები ტალღის სიგრძით. ეს ბგერითი ტალღები შეეჯახება მსხვერპლს და იმის ნაცვლად, რომ მსხვერპლს ირგვლივ დიფრაქციულიყვნენ, ისინი გადახტებიან მტაცებელს, რაც თაგვს საშუალებას აძლევს ნადირობისას ექოლოკაციის გამოყენებით.

ნორმალური სმენის მქონე ძაღლებს შეუძლიათ ულტრაბგერის მოსმენა.

დაკბილულ ვეშაპებს, მათ შორის დელფინებს, შეუძლიათ ულტრაბგერის მოსმენა და ასეთი ხმების გამოყენება ნავიგაციის სისტემაში (ბიოსონარი).

ულტრაბგერის მიღების მეთოდები

მექანიკური მეთოდი- ვიბრაციის სისტემები (სიმები, ელასტიური ფირფიტები, მილები).
თერმული მეთოდი- სითხეებსა და აირებში ელექტრული გამონადენისგან, ტემპერატურის მუდმივი ზრდის ან იმპულსური დენის მეშვეობით.
ოპტიკური მეთოდი- ლაზერს შეუძლია ელასტიური ტალღების წარმოქმნა ულტრაბგერითი სიხშირეების ფართო დიაპაზონში.

ინფრაბგერითი

განმარტება 1

ინფრაბგერითი- ხმოვანი ტალღები, რომლებსაც ადამიანის ყური ვერ უსმენს, რადგან მათი სიხშირე ძალიან დაბალია.

სურათი 3. ქარის ელექტროსადგურები აწარმოებენ ინფრაბგერას

ინფრაბგერას ახასიათებს შორ მანძილზე გადაადგილების უნარი და დაბრკოლებების თავიდან აცილების უნარი, ასევე აქვს ძალიან გრძელი ტალღის სიგრძე - $17$ მ-ზე მეტი.

ინფრაბგერის ბუნებრივი წყაროებია: შტორმები, ტალღები, ზვავები, მიწისძვრები, ვულკანები, ჩანჩქერები, ელვა.

ინფრაბგერითი ზემოქმედება

ინფრაბგერითი სიხშირეები იზომება $0.1$-დან $20$-მდე ჰც. ინფრაბგერა, ან ხმის სიხშირე 20$ ჰც-ზე დაბალი, ყურით არ აღიქმება.

შენიშვნა 1

ინფრაბგერითი ზემოქმედების კვლევა ძირითადად ცხოველებზე ტარდება, ამიტომ ადამიანის ორგანიზმზე ინფრაბგერის ზემოქმედების სრულად გაგება შეუძლებელია. მრავალი გამოკვლევა აჩვენებს, რომ ინფრაბგერის მაღალი დონის ზემოქმედებისას შეიძლება მოხდეს შემდეგი: ყურებში წნევის შეგრძნება, დისკომფორტი, გადაჭარბებული დაღლილობა, ძილიანობა და აპათია და დეპრესიაც კი. ცხოველებზე ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ძალიან მაღალი ინტენსივობის ინფრაბგერა შეიძლება გამოიწვიოს ყურის სტრუქტურის მძიმე დაზიანება. თუმცა, არ არსებობს სანდო კვლევები, რომლებიც მიუთითებს იმაზე, რომ ინფრაბგერითი წყაროები საზიანოა ყოველდღიურ ცხოვრებაში. მხოლოდ ამ ტიპის ხმის ძალიან მაღალი სიხშირის ზემოქმედება შეიძლება იყოს საშიში თქვენი ჯანმრთელობისთვის. ამ სფეროში წინა კვლევების შედეგები შერეულია და მგრძნობელობა განსხვავდება ადამიანში.

ცნობილია, რომ ცხოველები გრძნობენ ინფრაბგერითი ტალღების გავლას დედამიწაზე ბუნებრივი კატასტროფების შედეგად და შეუძლიათ გამოიყენონ ისინი გაფრთხილებად. ამ ფენომენის ბოლო მაგალითია 2004 წლის ინდოეთის ოკეანის მიწისძვრა და ცუნამი. ცხოველებმა გაქცევა დაიწყეს რეალურად ცუნამის წინ აზიის სანაპიროზე. დანამდვილებით არ არის ცნობილი, იყო თუ არა ეს ზუსტი მიზეზი, მაგრამ ზოგიერთი ფიქრობს, რომ ეს შეიძლება იყოს ელექტრომაგნიტური ტალღის გავლენა და არა ინფრაბგერითი ტალღების გავლენა, რამაც აიძულა ეს ცხოველები გაქცეულიყვნენ.

მაგალითი 1

ღამურა დაფრინავს კედელზე პერპენდიკულარულად $6.0\ (მ)/(ს)$ სიჩქარით, გამოსცემს ულტრაბგერას $v=45\ kHz$ სიხშირით. რა ორი ხმის სიხშირე $v_1$ და $v_2$ ესმის ღამურა? ჰაერში ხმის გავრცელების სიჩქარე $c=340\ (m)/(s)$.

დოპლერის პრინციპის მიხედვით დამკვირვებლის მიერ აღქმული ბგერის სიხშირე განისაზღვრება ფორმულით

პირობით

(2) -- ღამურის სიჩქარე.

ღამურა ხმას გაიგონებს და კედლიდან აირეკლება. პირდაპირი ხმისთვის (1) ფორმულიდან გვაქვს

\ \[((\mathbf v))_((\mathbf 2))(\mathbf =)\frac((\mathbf c)(\mathbf +)(\mathbf u))((\mathbf c)(\ mathbf +)(\mathbf u))(\mathbf v)(\mathbf =)(\mathbf 46),(\mathbf 6)(\mathbf \ kHz)\]

პასუხი: $\ v_1=45\ kHz$, $((\mathbf v))_((\mathbf 2))(\mathbf =)(\mathbf 46),(\mathbf 6)(\mathbf \ kHz)$ .

1. ულტრაბგერითი გამომცემლები და მიმღები.

2. ულტრაბგერის შეწოვა ნივთიერებაში. აკუსტიკური ნაკადები და კავიტაცია.

3. ულტრაბგერითი ასახვა. ხმის ხედვა.

4. ულტრაბგერის ბიოფიზიკური ეფექტი.

5. ექოსკოპიის გამოყენება მედიცინაში: თერაპია, ქირურგია, დიაგნოსტიკა.

6. ინფრაბგერა და მისი წყაროები.

7. ინფრაბგერითი ზემოქმედება ადამიანზე. ინფრაბგერის გამოყენება მედიცინაში.

8. ძირითადი ცნებები და ფორმულები. მაგიდები.

9. ამოცანები.

ულტრაბგერა -ელასტიური ვიბრაციები და ტალღები სიხშირით დაახლოებით 20x10 3 Hz (20 kHz) 10 9 Hz (1 GHz). ულტრაბგერითი სიხშირის დიაპაზონი 1-დან 1000 გჰც-მდე ჩვეულებრივ უწოდებენ ჰიპერბგერითი.ულტრაბგერითი სიხშირეები იყოფა სამ დიაპაზონად:

ULF - დაბალი სიხშირის ულტრაბგერა (20-100 kHz);

USCh - საშუალო სიხშირის ულტრაბგერა (0,1-10 MHz);

UHF - მაღალი სიხშირის ულტრაბგერა (10-1000 MHz).

თითოეულ დიაპაზონს აქვს სამედიცინო გამოყენების საკუთარი მახასიათებლები.

5.1. ულტრაბგერითი გამომცემლები და მიმღებები

ელექტრომექანიკური ემიტატორებიდა ულტრაბგერითი მიმღებებიგამოიყენეთ პიეზოელექტრული ეფექტის ფენომენი, რომლის არსი ილუსტრირებულია ნახ. 5.1.

კრისტალურ დიელექტრიკებს, როგორიცაა კვარცი, როშელის მარილი და ა.შ. გამოხატული პიეზოელექტრული თვისებები აქვთ.

ულტრაბგერითი გამომცემლები

ელექტრომექანიკური ულტრაბგერითი გამომცემიიყენებს ინვერსიული პიეზოელექტრული ეფექტის ფენომენს და შედგება შემდეგი ელემენტებისაგან (ნახ. 5.2):

ბრინჯი. 5.1. A - პირდაპირი პიეზოელექტრული ეფექტი:პიეზოელექტრული ფირფიტის შეკუმშვა და გაჭიმვა იწვევს შესაბამისი ნიშნის პოტენციური სხვაობის გაჩენას;

ბ - საპირისპირო პიეზოელექტრული ეფექტი:პიეზოელექტრული ფირფიტაზე გამოყენებული პოტენციური განსხვავების ნიშნიდან გამომდინარე, იგი შეკუმშულია ან დაჭიმულია

ბრინჯი. 5.2.ულტრაბგერითი გამოსხივება

1 - პიეზოელექტრული თვისებების მქონე ნივთიერებისგან დამზადებული ფირფიტები;

2 - მის ზედაპირზე დეპონირებული ელექტროდები გამტარ ფენების სახით;

3 - გენერატორი, რომელიც ელექტროდებს აწვდის საჭირო სიხშირის ალტერნატიულ ძაბვას.

როდესაც ალტერნატიული ძაბვა გამოიყენება ელექტროდებზე (2) გენერატორიდან (3), ფირფიტა (1) განიცდის პერიოდულ გაჭიმვას და შეკუმშვას. ხდება იძულებითი რხევები, რომელთა სიხშირე უდრის ძაბვის ცვლილების სიხშირეს. ეს ვიბრაციები გადაეცემა გარემოს ნაწილაკებს, რაც ქმნის მექანიკურ ტალღას შესაბამისი სიხშირით. გარემოს ნაწილაკების რხევების ამპლიტუდა ემიტერთან ახლოს უდრის ფირფიტის რხევების ამპლიტუდას.

ულტრაბგერის მახასიათებლები მოიცავს მაღალი ინტენსივობის ტალღების მიღების შესაძლებლობას თუნდაც შედარებით მცირე ვიბრაციის ამპლიტუდებით, რადგან მოცემულ ამპლიტუდაში სიმკვრივეა.

ბრინჯი. 5.3.ულტრაბგერითი სხივის ფოკუსირება წყალში პლანო-ჩაზნექილი პლექსიგლასის ლინზებით (ულტრაბგერითი სიხშირე 8 MHz)

ენერგიის ნაკადი პროპორციულია კვადრატული სიხშირე(იხ. ფორმულა 2.6). ულტრაბგერითი გამოსხივების მაქსიმალური ინტენსივობა განისაზღვრება ემიტერების მასალის თვისებებით, აგრეთვე მათი გამოყენების პირობების მახასიათებლებით. აშშ-ს თაობის ინტენსივობის დიაპაზონი USF რეგიონში უკიდურესად ფართოა: 10 -14 ვტ/სმ 2-დან 0,1 ვტ/სმ 2-მდე.

მრავალი მიზნისთვის საჭიროა მნიშვნელოვნად უფრო მაღალი ინტენსივობა, ვიდრე ის, რაც შეიძლება მიიღოთ ემიტერის ზედაპირიდან. ამ შემთხვევაში, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ფოკუსირება. სურათი 5.3 გვიჩვენებს ულტრაბგერის ფოკუსირებას პლექსიგლასის ლინზის გამოყენებით. მისაღებად ძალიან დიდიულტრაბგერითი ინტენსივობით გამოიყენება ფოკუსირების უფრო რთული მეთოდები. ამრიგად, პარაბოლოიდის ფოკუსში, რომლის შიდა კედლები დამზადებულია კვარცის ფირფიტების ან ბარიუმის ტიტანიტის პიეზოკერამიკის მოზაიკისგან, 0,5 MHz სიხშირით შესაძლებელია ულტრაბგერითი ინტენსივობის მიღება 10 5 ვტ/სმ 2-მდე. წყალში.

ულტრაბგერითი მიმღებები

ელექტრომექანიკური ულტრაბგერითი მიმღებები(ნახ. 5.4) გამოიყენეთ პირდაპირი პიეზოელექტრული ეფექტის ფენომენი. ამ შემთხვევაში, ულტრაბგერითი ტალღის გავლენის ქვეშ, ხდება ბროლის ფირფიტის ვიბრაცია (1),

ბრინჯი. 5.4.ულტრაბგერითი მიმღები

რის შედეგადაც ელექტროდებზე (2) ჩნდება ალტერნატიული ძაბვა, რომელსაც აღრიცხავს ჩამწერი სისტემა (3).

უმეტეს სამედიცინო მოწყობილობებში, ულტრაბგერითი ტალღის გენერატორი ასევე გამოიყენება როგორც მიმღები.

5.2. ულტრაბგერის შეწოვა ნივთიერებაში. აკუსტიკური ნაკადები და კავიტაცია

თავისი ფიზიკური არსით ულტრაბგერა არ განსხვავდება ბგერისგან და წარმოადგენს მექანიკურ ტალღას. მისი გავრცელებისას წარმოიქმნება გარემოს ნაწილაკების კონდენსაციისა და იშვიათი უბნების მონაცვლეობა. მედიაში ულტრაბგერისა და ხმის გავრცელების სიჩქარე იგივეა (ჰაერში ~ 340 მ/წმ, წყალში და რბილ ქსოვილებში ~ 1500 მ/წმ). თუმცა, ულტრაბგერითი ტალღების მაღალი ინტენსივობა და მოკლე სიგრძე წარმოშობს უამრავ სპეციფიკურ მახასიათებელს.

როდესაც ულტრაბგერითი გავრცელდება ნივთიერებაში, ხმის ტალღის ენერგიის შეუქცევადი გადასვლა ხდება სხვა ტიპის ენერგიაზე, ძირითადად სითბოში. ამ ფენომენს ე.წ ხმის შთანთქმა.ნაწილაკების ვიბრაციის ამპლიტუდის დაქვეითება და ულტრაბგერის ინტენსივობა შთანთქმის გამო ექსპონენციალურია:

სადაც A, A 0 არის გარემოს ნაწილაკების ვიბრაციის ამპლიტუდები ნივთიერების ზედაპირზე და h სიღრმეზე; I, I 0 - ულტრაბგერითი ტალღის შესაბამისი ინტენსივობა; α - შთანთქმის კოეფიციენტი,დამოკიდებულია ულტრაბგერითი ტალღის სიხშირეზე, საშუალო ტემპერატურასა და თვისებებზე.

შთანთქმის კოეფიციენტი -საპასუხო მანძილი, რომლის დროსაც ხმის ტალღის ამპლიტუდა მცირდება "ე"-ის კოეფიციენტით.

რაც უფრო მაღალია შთანთქმის კოეფიციენტი, მით უფრო ძლიერად შთანთქავს საშუალო ულტრაბგერას.

შთანთქმის კოეფიციენტი (α) იზრდება ულტრაბგერითი სიხშირის მატებასთან ერთად. მაშასადამე, ულტრაბგერის შესუსტება მედიუმში ბევრჯერ აღემატება ხმოვანი ხმის შესუსტებას.

Ერთად შთანთქმის კოეფიციენტი,ულტრაბგერითი შთანთქმა ასევე გამოიყენება როგორც მახასიათებელი ნახევრად შთანთქმის სიღრმე(H), რომელიც დაკავშირებულია მასთან შებრუნებული ურთიერთობით (H = 0.347/α).

ნახევრად შთანთქმის სიღრმე(H) არის სიღრმე, რომლის დროსაც ულტრაბგერითი ტალღის ინტენსივობა განახევრებულია.

სხვადასხვა ქსოვილებში შთანთქმის კოეფიციენტის და ნახევრად შთანთქმის სიღრმის მნიშვნელობები მოცემულია ცხრილში. 5.1.

აირებში და, კერძოდ, ჰაერში, ულტრაბგერა ვრცელდება მაღალი შესუსტებით. სითხეები და მყარი ნივთიერებები (განსაკუთრებით ერთკრისტალები), როგორც წესი, ულტრაბგერის კარგი გამტარებია და მათში შესუსტება გაცილებით ნაკლებია. მაგალითად, წყალში, ულტრაბგერის შესუსტება, სხვა თანაბარ პირობებში, დაახლოებით 1000-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ჰაერში. ამრიგად, ულტრაბგერითი სიხშირისა და ულტრაბგერითი სიხშირის გამოყენების სფეროები ეხება თითქმის ექსკლუზიურად სითხეებსა და მყარ ნივთიერებებს, ხოლო მხოლოდ ულტრაბგერითი სიხშირე გამოიყენება ჰაერში და აირებში.

სითბოს გათავისუფლება და ქიმიური რეაქციები

ნივთიერების მიერ ულტრაბგერის შეწოვას თან ახლავს მექანიკური ენერგიის გადასვლა ნივთიერების შინაგან ენერგიაში, რაც იწვევს მის გაცხელებას. ყველაზე ინტენსიური გათბობა ხდება ინტერფეისების მიმდებარე ადგილებში, როდესაც ასახვის კოეფიციენტი ახლოსაა ერთიანობასთან (100%). ეს გამოწვეულია იმით, რომ ასახვის შედეგად მატულობს ტალღის ინტენსივობა საზღვართან და შესაბამისად იზრდება შთანთქმული ენერგიის რაოდენობა. ეს შეიძლება დადასტურდეს ექსპერიმენტულად. თქვენ უნდა მიამაგროთ ულტრაბგერითი ემიტერი თქვენს სველ ხელზე. მალე პალმის მოპირდაპირე მხარეს ჩნდება შეგრძნება (მსგავსი ტკივილის დამწვრობისას), რომელიც გამოწვეულია კანი-ჰაერის ინტერფეისიდან არეკლილი ულტრაბგერით.

რთული სტრუქტურის მქონე ქსოვილები (ფილტვები) უფრო მგრძნობიარეა ულტრაბგერითი გაცხელების მიმართ, ვიდრე ერთგვაროვანი ქსოვილები (ღვიძლი). შედარებით დიდი სითბო წარმოიქმნება რბილ ქსოვილსა და ძვალს შორის.

ქსოვილების ლოკალური გათბობა ხარისხის ფრაქციაში ხელს უწყობს ბიოლოგიური ობიექტების სასიცოცხლო აქტივობას და ზრდის მეტაბოლური პროცესების ინტენსივობას. თუმცა, ხანგრძლივმა ზემოქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს გადახურება.

ზოგიერთ შემთხვევაში, ფოკუსირებული ულტრაბგერა გამოიყენება სხეულის ცალკეულ სტრუქტურებზე ადგილობრივად ზემოქმედებისთვის. ეს ეფექტი შესაძლებელს ხდის კონტროლირებადი ჰიპერთერმიის მიღწევას, ე.ი. გათბობა 41-44 °C-მდე მიმდებარე ქსოვილების გადახურების გარეშე.

ტემპერატურის მატებამ და წნევის დიდმა ვარდნამ, რომელიც თან ახლავს ულტრაბგერის გავლას, შეიძლება გამოიწვიოს იონების და რადიკალების წარმოქმნა, რომლებსაც შეუძლიათ ურთიერთქმედება მოლეკულებთან. ამ შემთხვევაში შეიძლება მოხდეს ქიმიური რეაქციები, რომლებიც შეუძლებელია ნორმალურ პირობებში. ულტრაბგერის ქიმიური ეფექტი ვლინდება, კერძოდ, წყლის მოლეკულის H + და OH - რადიკალებად დაყოფით, რასაც მოჰყვება წყალბადის ზეჟანგის H 2 O 2 წარმოქმნა.

აკუსტიკური ნაკადები და კავიტაცია

მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი ტალღები თან ახლავს რამდენიმე სპეციფიკურ ეფექტს. ამრიგად, ულტრაბგერითი ტალღების გავრცელებას აირებსა და სითხეებში თან ახლავს გარემოს მოძრაობა, რომელსაც ეწოდება აკუსტიკური ნაკადი (ნახ. 5.5. ა).ულტრაბგერითი სიხშირის დიაპაზონში სიხშირეებზე ულტრაბგერითი ველში რამდენიმე ვტ/სმ2 ინტენსივობით შეიძლება მოხდეს სითხის გამოფრქვევა (ნახ. 5.5, ბ)და მისი შესხურება ძალიან წვრილი ნისლის შესაქმნელად. ულტრაბგერითი გამრავლების ეს თვისება გამოიყენება ულტრაბგერითი ინჰალატორებში.

იმ მნიშვნელოვან ფენომენებს შორის, რომლებიც წარმოიქმნება სითხეებში ინტენსიური ულტრაბგერითი გავრცელებისას, არის აკუსტიკური კავიტაცია -ულტრაბგერითი ველში არსებული ბუშტების ზრდა

ბრინჯი. 5.5.ა) აკუსტიკური ნაკადი, რომელიც წარმოიქმნება ბენზოლში ულტრაბგერითი გავრცელებისას 5 მჰც სიხშირით; ბ) სითხის შადრევანი, რომელიც წარმოიქმნება, როდესაც ულტრაბგერითი სხივი ეცემა სითხის შიგნიდან მის ზედაპირზე (ულტრაბგერითი სიხშირე 1,5 MHz, ინტენსივობა 15 W/cm2)

გაზის ან ორთქლის სუბმიკროსკოპული ბირთვები სითხეებში მმ-ის ფრაქციამდე, რომლებიც იწყებენ პულსირებას ულტრაბგერითი სიხშირით და იშლება დადებითი წნევის ფაზაში. როდესაც გაზის ბუშტები იშლება, დიდი ლოკალური წნევა წესრიგის ათასი ატმოსფეროსფერული დარტყმის ტალღები.ასეთმა ინტენსიურმა მექანიკურმა ზემოქმედებამ სითხეში შემავალ ნაწილაკებზე შეიძლება გამოიწვიოს სხვადასხვა ეფექტი, მათ შორის დესტრუქციული, თუნდაც ულტრაბგერის თერმული ეფექტის გავლენის გარეშე. მექანიკური ეფექტები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ფოკუსირებული ულტრაბგერითი ზემოქმედების დროს.

კავიტაციის ბუშტების დაშლის კიდევ ერთი შედეგია მათი შიგთავსის ძლიერი გათბობა (დაახლოებით 10000 °C ტემპერატურამდე), რასაც თან ახლავს მოლეკულების იონიზაცია და დისოციაცია.

კავიტაციის ფენომენს თან ახლავს ემიტერების სამუშაო ზედაპირების ეროზია, უჯრედების დაზიანება და ა.შ. თუმცა, ეს ფენომენი ასევე იწვევს უამრავ სასარგებლო ეფექტს. მაგალითად, კავიტაციის არეში, ხდება ნივთიერების გაზრდილი შერევა, რომელიც გამოიყენება ემულსიების მოსამზადებლად.

5.3. ულტრაბგერითი ასახვა. ხმის ხედვა

ყველა სახის ტალღის მსგავსად, ულტრაბგერითი ახასიათებს ასახვისა და რეფრაქციის ფენომენები. თუმცა, ეს ფენომენები შესამჩნევია მხოლოდ მაშინ, როდესაც არაჰომოგენურობის ზომა ტალღის სიგრძესთან შედარებულია. ულტრაბგერითი ტალღის სიგრძე მნიშვნელოვნად ნაკლებია ხმის ტალღის სიგრძეზე (λ = ვ/ვ).ამრიგად, ბგერითი და ულტრაბგერითი ტალღების სიგრძე რბილ ქსოვილებში 1 kHz და 1 MHz სიხშირეზე შესაბამისად ტოლია: λ = 1500/1000 = 1,5 მ;

1500/1000000 = 1.5x10 -3 მ = 1.5 მმ. ზემოაღნიშნულის შესაბამისად, 10 სმ ზომის სხეული პრაქტიკულად არ ასახავს ბგერას λ = 1,5 მ ტალღის სიგრძით, მაგრამ არის ულტრაბგერითი ტალღის რეფლექტორი λ = 1,5 მმ.

ასახვის ეფექტურობა განისაზღვრება არა მხოლოდ გეომეტრიული ურთიერთობებით, არამედ ასახვის კოეფიციენტით r, რომელიც დამოკიდებულია თანაფარდობაზე. მედიის ტალღის წინააღმდეგობა x(იხ. ფორმულები 3.8, 3.9):

0-თან ახლოს x-ის მნიშვნელობებისთვის, ასახვა თითქმის დასრულებულია. ეს არის დაბრკოლება ჰაერიდან რბილ ქსოვილებში ულტრაბგერითი გადაცემისთვის (x = 3x10 -4, რ= 99,88%). თუ ულტრაბგერითი ემიტერი გამოიყენება უშუალოდ ადამიანის კანზე, ექოსკოპია არ შეაღწევს შიგნით, მაგრამ აისახება ჰაერის თხელი ფენიდან ემიტერსა და კანს შორის. ამ შემთხვევაში, მცირე მნიშვნელობები Xუარყოფით როლს თამაშობს. ჰაერის ფენის აღმოსაფხვრელად კანის ზედაპირი იფარება შესაბამისი ლუბრიკანტის ფენით (წყლის ჟელე), რომელიც მოქმედებს როგორც გარდამავალი საშუალება, რომელიც ამცირებს ასახვას. პირიქით, საშუალო, მცირე მნიშვნელობებში არაერთგვაროვნების აღმოჩენა Xდადებითი ფაქტორია.

ასახვის კოეფიციენტის მნიშვნელობები სხვადასხვა ქსოვილების საზღვრებზე მოცემულია ცხრილში. 5.2.

მიღებული ასახული სიგნალის ინტენსივობა დამოკიდებულია არა მხოლოდ ასახვის კოეფიციენტის მნიშვნელობაზე, არამედ ულტრაბგერის შთანთქმის ხარისხზე იმ საშუალების მიერ, რომელშიც ის ვრცელდება. ულტრაბგერითი ტალღის შეწოვა იწვევს იმ ფაქტს, რომ სიღრმეში მდებარე სტრუქტურიდან ასახული ექო სიგნალი გაცილებით სუსტია, ვიდრე წარმოიქმნება ზედაპირის მახლობლად მდებარე მსგავსი სტრუქტურისგან ასახვისას.

ეფუძნება ულტრაბგერითი ტალღების ასახვას არაჰომოგენურებისგან ხმის ხედვა,გამოიყენება სამედიცინო ულტრაბგერითი გამოკვლევების დროს (ულტრაბგერითი). ამ შემთხვევაში, ულტრაბგერა, რომელიც ასახულია არაჰომოგენურობიდან (ცალკეული ორგანოები, სიმსივნეები) გარდაიქმნება ელექტრულ ვიბრაციად, ხოლო ეს უკანასკნელი სინათლედ, რაც საშუალებას გაძლევთ ნახოთ გარკვეული ობიექტები ეკრანზე სინათლისთვის გაუმჭვირვალე გარემოში. სურათი 5.6 გვიჩვენებს სურათს

ბრინჯი. 5.6. 17 კვირის ადამიანის ნაყოფის გამოსახულება მიღებული 5 MHz ულტრაბგერითი

ადამიანის ნაყოფი 17 კვირის ასაკში, მიღებული ულტრაბგერითი.

ულტრაბგერითი დიაპაზონის სიხშირეებზე შეიქმნა ულტრაბგერითი მიკროსკოპი - ჩვეულებრივი მიკროსკოპის მსგავსი მოწყობილობა, რომლის უპირატესობა ოპტიკურ მიკროსკოპთან შედარებით არის ის, რომ ბიოლოგიური კვლევისთვის ობიექტის წინასწარი შეღებვა არ არის საჭირო. სურათი 5.7 გვიჩვენებს სისხლის წითელი უჯრედების ფოტოებს, რომლებიც მიღებულია ოპტიკური და ულტრაბგერითი მიკროსკოპით.

ბრინჯი. 5.7.ოპტიკური (ა) და ულტრაბგერითი (ბ) მიკროსკოპით მიღებული სისხლის წითელი უჯრედების ფოტოები

ულტრაბგერითი ტალღების სიხშირის მატებასთან ერთად იზრდება გარჩევადობა (შეიძლება გამოვლინდეს უფრო მცირე არაჰომოგენურობა), მაგრამ მცირდება მათი შეღწევადობის უნარი, ე.ი. მცირდება სიღრმე, რომლითაც შესაძლებელია ინტერესის სტრუქტურების შესწავლა. ამიტომ, ულტრაბგერითი სიხშირე არჩეულია ისე, რომ გაერთიანდეს საკმარისი გარჩევადობა გამოკვლევის საჭირო სიღრმესთან. ამრიგად, უშუალოდ კანის ქვეშ მდებარე ფარისებრი ჯირკვლის ულტრაბგერითი გამოკვლევისთვის გამოიყენება 7,5 MHz სიხშირის ტალღები, ხოლო მუცლის ღრუს ორგანოების გამოკვლევისთვის გამოიყენება 3,5-5,5 MHz სიხშირე. გარდა ამისა, მხედველობაში მიიღება ცხიმოვანი ფენის სისქეც: გამხდარი ბავშვებისთვის გამოიყენება 5,5 მჰც სიხშირე, ხოლო ჭარბწონიან ბავშვებსა და მოზრდილებში 3,5 მჰც სიხშირე.

5.4. ულტრაბგერის ბიოფიზიკური ეფექტი

როდესაც ულტრაბგერითი მოქმედებს ბიოლოგიურ ობიექტებზე დასხივებულ ორგანოებსა და ქსოვილებში ტალღის სიგრძის ნახევრის ტოლ მანძილზე, შეიძლება წარმოიშვას წნევის განსხვავებები ერთეულებიდან ათობით ატმოსფერომდე. ასეთი ინტენსიური ზემოქმედება იწვევს მრავალფეროვან ბიოლოგიურ ეფექტს, რომლის ფიზიკური ბუნება განისაზღვრება გარემოში ულტრაბგერითი გავრცელების თანმხლები მექანიკური, თერმული და ფიზიკოქიმიური ფენომენების კომბინირებული მოქმედებით.

ულტრაბგერის ზოგადი ეფექტი ქსოვილებზე და მთლიანად სხეულზე

ულტრაბგერის ბიოლოგიური ეფექტი, ე.ი. ბიოლოგიური ობიექტების სასიცოცხლო აქტივობასა და სტრუქტურაში გამოწვეული ცვლილებები ულტრაბგერითი ზემოქმედების დროს განისაზღვრება ძირითადად მისი ინტენსივობითა და დასხივების ხანგრძლივობით და შეიძლება ჰქონდეს როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი გავლენა ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობაზე. ამრიგად, ნაწილაკების მექანიკური ვიბრაციები, რომლებიც წარმოიქმნება შედარებით დაბალი ულტრაბგერითი ინტენსივობით (1,5 ვტ/სმ 2-მდე) იწვევს ქსოვილების ერთგვარ მიკრომასაჟს, რაც ხელს უწყობს უკეთეს მეტაბოლიზმს და ქსოვილების უკეთეს მიწოდებას სისხლით და ლიმფით. ქსოვილების ლოკალური გათბობა ფრაქციებისა და გრადუსების ერთეულებით, როგორც წესი, ხელს უწყობს ბიოლოგიური ობიექტების სასიცოცხლო აქტივობას, ზრდის მეტაბოლური პროცესების ინტენსივობას. ულტრაბგერითი ტალღები პატარადა საშუალოდინტენსივობა იწვევს დადებით ბიოლოგიურ ეფექტებს ცოცხალ ქსოვილებში, რაც ასტიმულირებს ნორმალური ფიზიოლოგიური პროცესების წარმოქმნას.

ამ ინტენსივობით ულტრაბგერის წარმატებით გამოყენება გამოიყენება ნევროლოგიაში ისეთი დაავადებების რეაბილიტაციისთვის, როგორიცაა ქრონიკული რადიკულიტი, პოლიართრიტი, ნევრიტი და ნევრალგია. ულტრაბგერა გამოიყენება ხერხემლისა და სახსრების დაავადებების სამკურნალოდ (სახსრებსა და ღრუებში მარილის საბადოების განადგურება); სახსრების, ლიგატების, მყესების დაზიანების შემდეგ სხვადასხვა გართულებების სამკურნალოდ.

მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერა (3-10 ვტ/სმ2) მავნე გავლენას ახდენს ცალკეულ ორგანოებზე და მთლიანად ადამიანის ორგანიზმზე. ულტრაბგერის მაღალი ინტენსივობამ შეიძლება გამოიწვიოს

აკუსტიკური კავიტაციის ბიოლოგიურ გარემოში, რომელსაც თან ახლავს უჯრედების და ქსოვილების მექანიკური განადგურება. ულტრაბგერით ხანგრძლივმა ინტენსიურმა ზემოქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს ბიოლოგიური სტრუქტურების გადახურება და მათი განადგურება (ცილების დენატურაცია და ა.შ.). ინტენსიური ულტრაბგერითი ზემოქმედება ასევე შეიძლება გამოიწვიოს გრძელვადიანი შედეგები. მაგალითად, ულტრაბგერითი ხანგრძლივი ზემოქმედებით 20-30 კჰც სიხშირით, რაც ხდება ზოგიერთ ინდუსტრიულ პირობებში, ადამიანს უვითარდება ნერვული სისტემის დარღვევა, იმატებს დაღლილობა, საგრძნობლად იმატებს ტემპერატურა და ჩნდება სმენის დაქვეითება.

ძალიან ინტენსიური ულტრაბგერა ადამიანისთვის ფატალურია. ამრიგად, ესპანეთში 80 მოხალისეს ექვემდებარებოდა ულტრაბგერითი ტურბულენტური ძრავები. ამ ბარბაროსული ექსპერიმენტის შედეგები დამღუპველი იყო: 28 ადამიანი დაიღუპა, დანარჩენი მთლიანად ან ნაწილობრივ პარალიზებული იყო.

მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი წარმოებული თერმული ეფექტი შეიძლება იყოს ძალიან მნიშვნელოვანი: ულტრაბგერითი დასხივებით 4 ვტ/სმ2 სიმძლავრით 20 წამის განმავლობაში, სხეულის ქსოვილების ტემპერატურა 2-5 სმ სიღრმეზე იზრდება 5-6 °C-ით.

ულტრაბგერით დანადგარებზე მომუშავე ადამიანებში პროფესიული დაავადებების თავიდან ასაცილებლად, როდესაც შესაძლებელია ულტრაბგერითი ვიბრაციის წყაროებთან კონტაქტი, ხელების დასაცავად საჭიროა გამოიყენოთ 2 წყვილი ხელთათმანები: გარე რეზინი და შიდა ბამბა.

ულტრაბგერის ეფექტი უჯრედულ დონეზე

ულტრაბგერის ბიოლოგიური ეფექტი ასევე შეიძლება ეფუძნებოდეს მეორად ფიზიკურ-ქიმიურ ეფექტებს. ამრიგად, აკუსტიკური ნაკადების ფორმირების დროს შეიძლება მოხდეს უჯრედშიდა სტრუქტურების შერევა. კავიტაცია იწვევს ბიოპოლიმერებსა და სხვა სასიცოცხლო ნაერთებში მოლეკულური ბმების გაწყვეტას და რედოქს რეაქციების განვითარებას. ულტრაბგერა ზრდის ბიოლოგიური მემბრანების გამტარიანობას, რის შედეგადაც დიფუზიის გამო მეტაბოლური პროცესები აჩქარებს. ციტოპლაზმური მემბრანის მეშვეობით სხვადასხვა ნივთიერებების ნაკადის ცვლილება იწვევს უჯრედშიდა გარემოსა და უჯრედის მიკროგარემოს შემადგენლობის ცვლილებას. ეს გავლენას ახდენს ბიოქიმიური რეაქციების სიჩქარეზე, რომელიც მოიცავს ფერმენტებს, რომლებიც მგრძნობიარეა გარკვეული ან

სხვა იონები. ზოგიერთ შემთხვევაში, უჯრედის შიგნით გარემოს შემადგენლობის ცვლილებამ შეიძლება გამოიწვიოს ფერმენტული რეაქციების დაჩქარება, რაც შეინიშნება უჯრედების დაბალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი ზემოქმედების დროს.

ბევრი უჯრედშიდა ფერმენტი აქტიურდება კალიუმის იონებით. ამრიგად, ულტრაბგერითი ინტენსივობის მატებასთან ერთად, უჯრედში ფერმენტული რეაქციების ჩახშობის ეფექტი უფრო სავარაუდო ხდება, რადგან უჯრედის მემბრანების დეპოლარიზაციის შედეგად მცირდება კალიუმის იონების კონცენტრაცია უჯრედშიდა გარემოში.

უჯრედებზე ულტრაბგერის მოქმედებას შეიძლება თან ახლდეს შემდეგი ფენომენები:

უჯრედის მემბრანების მიკროგარემოს დარღვევა მემბრანებთან სხვადასხვა ნივთიერების კონცენტრაციის გრადიენტების ცვლილების სახით, უჯრედის შიგნით და მის გარეთ გარემოს სიბლანტის ცვლილება;

უჯრედის მემბრანების გამტარიანობის ცვლილებები ნორმალური და გაადვილებული დიფუზიის აჩქარების სახით, აქტიური ტრანსპორტის ეფექტურობის ცვლილება, მემბრანის სტრუქტურის დარღვევა;

უჯრედშიდა გარემოს შემადგენლობის დარღვევა უჯრედში სხვადასხვა ნივთიერების კონცენტრაციის ცვლილების, სიბლანტის ცვლილების სახით;

უჯრედში ფერმენტული რეაქციების სიჩქარის ცვლილებები ფერმენტების ფუნქციონირებისთვის აუცილებელი ნივთიერებების ოპტიმალური კონცენტრაციის ცვლილების გამო.

უჯრედის მემბრანების გამტარიანობის ცვლილება არის უნივერსალური პასუხი ულტრაბგერითი ზემოქმედების მიმართ, იმისდა მიუხედავად, თუ რომელი ულტრაბგერითი ფაქტორი მოქმედებს უჯრედზე დომინირებს კონკრეტულ შემთხვევაში.

ულტრაბგერითი საკმარისად მაღალი ინტენსივობის დროს ხდება მემბრანის განადგურება. თუმცა, სხვადასხვა უჯრედებს განსხვავებული წინააღმდეგობა აქვთ: ზოგიერთი უჯრედი განადგურებულია 0,1 ვტ/სმ 2 ინტენსივობით, ზოგი კი 25 ვტ/სმ 2.

გარკვეული ინტენსივობის დიაპაზონში, ულტრაბგერითი ბიოლოგიური ეფექტები შექცევადია. ამ ინტერვალის ზედა ზღვარი 0,1 ვტ/სმ 2 0,8-2 მჰც სიხშირეზე მიიღება ზღურბლად. ამ ლიმიტის გადაჭარბება იწვევს უჯრედებში გამოხატულ დესტრუქციულ ცვლილებებს.

მიკროორგანიზმების განადგურება

ულტრაბგერითი დასხივება, რომლის ინტენსივობა აღემატება კავიტაციის ზღურბლს, გამოიყენება სითხეში არსებული ბაქტერიების და ვირუსების განადგურების მიზნით.

5.5. ექოსკოპიის გამოყენება მედიცინაში: თერაპია, ქირურგია, დიაგნოსტიკა

ულტრაბგერის გავლენის ქვეშ მყოფი დეფორმაციები გამოიყენება მედიის დაფქვის ან დაშლისას.

კავიტაციის ფენომენი გამოიყენება შეურევადი სითხეების ემულსიების მისაღებად და ლითონების გასაწმენდად ქერცლიანი და ცხიმოვანი ფენებისგან.

ულტრაბგერითი თერაპია

ულტრაბგერითი თერაპიული ეფექტი განისაზღვრება მექანიკური, თერმული და ქიმიური ფაქტორებით. მათი ერთობლივი მოქმედება აუმჯობესებს მემბრანის გამტარიანობას, აფართოებს სისხლძარღვებს, აუმჯობესებს მეტაბოლიზმს, რაც ხელს უწყობს სხეულის წონასწორობის აღდგენას. დოზირებული ულტრაბგერითი სხივი შეიძლება გამოყენებულ იქნას გულის, ფილტვების და სხვა ორგანოებისა და ქსოვილების ნაზი მასაჟის შესასრულებლად.

ოტოლარინგოლოგიაში ულტრაბგერა აზიანებს ყურის ბარძაყსა და ცხვირის ლორწოვან გარსს. ამ გზით ტარდება ქრონიკული სურდოს და ყბის ღრუს დაავადებების რეაბილიტაცია.

ფონოფორეზი -სამკურნალო ნივთიერებების ქსოვილებში შეყვანა კანის ფორების მეშვეობით ულტრაბგერითი. ეს მეთოდი ელექტროფორეზის მსგავსია, თუმცა, ელექტრული ველისგან განსხვავებით, ულტრაბგერითი ველი მოძრაობს არა მხოლოდ იონებს, არამედ დაუმუხტველინაწილაკები. ულტრაბგერითი ზემოქმედებით იზრდება უჯრედის მემბრანების გამტარიანობა, რაც აადვილებს წამლების შეღწევას უჯრედში, ხოლო ელექტროფორეზის დროს წამლები ძირითადად კონცენტრირდება უჯრედებს შორის.

ავტოჰემოთერაპია -ვენიდან აღებული ადამიანის საკუთარი სისხლის ინტრამუსკულური ინექცია. ეს პროცედურა უფრო ეფექტური აღმოჩნდება, თუ აღებული სისხლი ინფუზიამდე დასხივდება ულტრაბგერით.

ულტრაბგერითი დასხივება ზრდის უჯრედების მგრძნობელობას ქიმიკატების ზემოქმედების მიმართ. ეს საშუალებას გაძლევთ შექმნათ ნაკლებად მავნე

ვაქცინები, რადგან მათ წარმოებაში შეიძლება გამოყენებულ იქნას უფრო დაბალი კონცენტრაციის ქიმიური რეაგენტები.

ულტრაბგერითი წინასწარი ზემოქმედება აძლიერებს γ- და მიკროტალღური დასხივების ეფექტს სიმსივნეებზე.

ფარმაცევტულ ინდუსტრიაში ულტრაბგერითი გამოიყენება გარკვეული სამკურნალო ნივთიერებების ემულსიებისა და აეროზოლების წარმოებისთვის.

ფიზიოთერაპიაში ულტრაბგერითი გამოიყენება ადგილობრივი ზემოქმედებისთვის, რომელიც ტარდება შესაბამისი ემიტერის გამოყენებით, რომელიც გამოიყენება კონტაქტურად მალამოს ბაზის მეშვეობით სხეულის კონკრეტულ უბანზე.

ულტრაბგერითი ქირურგია

ულტრაბგერითი ქირურგია იყოფა ორ ტიპად, რომელთაგან ერთი დაკავშირებულია ქსოვილზე ხმის ვიბრაციის ეფექტთან, მეორე კი ქირურგიულ ინსტრუმენტზე ულტრაბგერითი ვიბრაციების გამოყენებასთან.

სიმსივნეების განადგურება.პაციენტის სხეულზე დამონტაჟებული რამდენიმე ემიტერი ასხივებს ულტრაბგერითი სხივებს, რომლებიც ფოკუსირებულია სიმსივნეზე. თითოეული სხივის ინტენსივობა არ არის საკმარისი ჯანსაღი ქსოვილის დასაზიანებლად, მაგრამ იმ ადგილას, სადაც სხივები იყრის თავს, ინტენსივობა იზრდება და სიმსივნე ნადგურდება კავიტაციისა და სიცხის შედეგად.

უროლოგიაში, ექოსკოპიის მექანიკური მოქმედების გამოყენებით, ახშობენ ქვებს საშარდე გზებში და ამით იხსნიან პაციენტებს ოპერაციებისგან.

რბილი ქსოვილების შედუღება.თუ ორ მოჭრილ სისხლძარღვს დააკავშირებთ და დააჭერთ ერთმანეთს, დასხივების შემდეგ წარმოიქმნება შედუღება.

შედუღების ძვლები(ულტრაბგერითი ოსტეოსინთეზი). მოტეხილობის არე ივსება დაქუცმაცებული ძვლოვანი ქსოვილით, შერეული თხევადი პოლიმერით (ციაკრინი), რომელიც სწრაფად პოლიმერიზდება ულტრაბგერის გავლენით. დასხივების შემდეგ წარმოიქმნება ძლიერი შედუღება, რომელიც თანდათან იშლება და იცვლება ძვლოვანი ქსოვილით.

ულტრაბგერითი ვიბრაციების გამოყენება ქირურგიულ ინსტრუმენტებზე(სკალპელები, ფაილები, ნემსები) მნიშვნელოვნად ამცირებს ჭრის ძალებს, ამცირებს ტკივილს და აქვს ჰემოსტატიკური და სტერილიზებელი ეფექტი. საჭრელი ხელსაწყოს ვიბრაციის ამპლიტუდა 20-50 kHz სიხშირეზე არის 10-50 მიკრონი. ულტრაბგერითი სკალპელები შესაძლებელს ხდის სასუნთქ ორგანოებში ოპერაციების ჩატარებას გულმკერდის გახსნის გარეშე,

ოპერაციები საყლაპავში და სისხლძარღვებში. გრძელი და თხელი ულტრაბგერითი სკალპელის ვენაში ჩასმით, გემში ქოლესტერინის გასქელება შეიძლება განადგურდეს.

სტერილიზაცია.ულტრაბგერის დესტრუქციული მოქმედება მიკროორგანიზმებზე გამოიყენება ქირურგიული ინსტრუმენტების სტერილიზაციისთვის.

ზოგიერთ შემთხვევაში, ულტრაბგერითი გამოიყენება სხვა ფიზიკურ გავლენებთან ერთად, მაგალითად კრიოგენული,ჰემანგიომებისა და ნაწიბურების ქირურგიული მკურნალობისთვის.

ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკა

ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკა არის ჯანსაღი და ავადმყოფი ადამიანის სხეულის შესწავლის მეთოდების ერთობლიობა, რომელიც ეფუძნება ულტრაბგერის გამოყენებას. ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის ფიზიკური საფუძველია ბიოლოგიურ ქსოვილებში ხმის გავრცელების პარამეტრების დამოკიდებულება (ხმის სიჩქარე, შესუსტების კოეფიციენტი, ტალღის წინაღობა) ქსოვილის ტიპზე და მის მდგომარეობაზე. ულტრაბგერითი მეთოდები შესაძლებელს ხდის სხეულის შინაგანი სტრუქტურების ვიზუალიზაციას, ასევე სხეულის შიგნით ბიოლოგიური ობიექტების მოძრაობის შესწავლას. ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის მთავარი მახასიათებელია რბილი ქსოვილების შესახებ ინფორმაციის მიღების შესაძლებლობა, რომლებიც ოდნავ განსხვავდება სიმკვრივით ან ელასტიურობით. ულტრაბგერითი კვლევის მეთოდი უაღრესად მგრძნობიარეა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას წარმონაქმნების გამოსავლენად, რომლებიც არ არის გამოვლენილი რენტგენის საშუალებით, არ საჭიროებს კონტრასტული საშუალებების გამოყენებას, უმტკივნეულოა და არ გააჩნია უკუჩვენებები.

დიაგნოსტიკური მიზნებისათვის გამოიყენება ულტრაბგერითი სიხშირე 0.8-დან 15 MHz-მდე. დაბალი სიხშირე გამოიყენება ღრმად მდებარე ობიექტების შესწავლისას ან ძვლოვანი ქსოვილის შესწავლისას, მაღალი სიხშირეები - სხეულის ზედაპირთან ახლოს მდებარე ობიექტების ვიზუალიზაციისთვის, ოფთალმოლოგიაში დიაგნოსტიკისთვის, ზედაპირულად მდებარე გემების შესწავლისას.

ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკაში ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ექოლოკაციის მეთოდები, რომლებიც ეფუძნება იმპულსური ულტრაბგერითი სიგნალების ასახვას ან გაფანტვას. ინფორმაციის მოპოვების მეთოდისა და წარმოდგენის ხასიათიდან გამომდინარე, ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის მოწყობილობები იყოფა 3 ჯგუფად: ერთგანზომილებიანი მოწყობილობები A ტიპის მითითებით; ერთგანზომილებიანი ინსტრუმენტები M ტიპის მითითებით; ორგანზომილებიანი მოწყობილობები B ტიპის მითითებით.

ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის დროს A ტიპის აპარატის გამოყენებით, რადიატორი, რომელიც ასხივებს ხანმოკლე (დაახლოებით 10-6 წმ) ულტრაბგერითი იმპულსებს, გამოიყენება კონტაქტის ნივთიერების საშუალებით გამოკვლეული სხეულის უბანზე. პულსებს შორის პაუზებში მოწყობილობა იღებს ქსოვილებში სხვადასხვა არაჰომოგენურობიდან ასახულ პულსებს. ამპლიფიკაციის შემდეგ, ეს პულსები შეინიშნება კათოდური სხივის მილის ეკრანზე ჰორიზონტალური ხაზიდან სხივის გადახრების სახით. ასახული იმპულსების სრული ნიმუში ე.წ ერთგანზომილებიანი ექოგრამა A ტიპის.ნახაზი 5.8 გვიჩვენებს თვალის ექოსკოპიის დროს მიღებულ ექოგრამას.

ბრინჯი. 5.8.თვალის ექოსკოპია A- მეთოდის გამოყენებით:

1 - ექო რქოვანას წინა ზედაპირიდან; 2, 3 - ექო ლინზის წინა და უკანა ზედაპირებიდან; 4 - ექო ბადურის და თვალბუდის უკანა პოლუსის სტრუქტურებიდან

სხვადასხვა ტიპის ქსოვილების ექოგრამები განსხვავდება ერთმანეთისგან იმპულსების რაოდენობით და მათი ამპლიტუდით. A ტიპის ექოგრამის ანალიზი ხშირ შემთხვევაში საშუალებას იძლევა მიიღოთ დამატებითი ინფორმაცია პათოლოგიური არეალის მდგომარეობის, სიღრმისა და გავრცელების შესახებ.

ერთგანზომილებიანი მოწყობილობები A ტიპის მითითებით გამოიყენება ნევროლოგიაში, ნეიროქირურგიაში, ონკოლოგიაში, მეანობაში, ოფთალმოლოგიაში და მედიცინის სხვა დარგებში.

M ტიპის მითითების მქონე მოწყობილობებში ასახული პულსები გაძლიერების შემდეგ მიეწოდება კათოდური სხივის მილის მოდულატორ ელექტროდს და წარმოდგენილია ტირეების სახით, რომელთა სიკაშკაშე დაკავშირებულია პულსის ამპლიტუდასთან, ხოლო სიგანე არის დაკავშირებულია მის ხანგრძლივობასთან. ამ ხაზების დროულად განვითარება იძლევა ინდივიდუალური ამრეკლავი სტრუქტურების სურათს. ამ ტიპის ჩვენება ფართოდ გამოიყენება კარდიოგრაფიაში. ულტრაბგერითი კარდიოგრამა შეიძლება ჩაიწეროს კათოდური სხივის მილის გამოყენებით მეხსიერებით ან ქაღალდის მაგნიტოფონზე. ეს მეთოდი აღრიცხავს გულის ელემენტების მოძრაობას, რაც შესაძლებელს ხდის მიტრალური სარქვლის სტენოზის, თანდაყოლილი გულის დეფექტების და ა.შ.

A და M ტიპის ჩაწერის მეთოდების გამოყენებისას, გადამყვანი იმყოფება ფიქსირებულ მდგომარეობაში პაციენტის სხეულზე.

B ტიპის მითითების შემთხვევაში, გადამყვანი მოძრაობს (სკანირებს) სხეულის ზედაპირის გასწვრივ და კათოდური სხივის მილის ეკრანზე იწერება ორგანზომილებიანი ექოგრამა, რომელიც ასახავს გამოკვლეული უბნის კვეთას. სხეული.

B მეთოდის ვარიაციაა მულტი სკანირება,რომელშიც სენსორის მექანიკური მოძრაობა იცვლება იმავე ხაზზე განლაგებული რიგი ელემენტების თანმიმდევრული ელექტრული გადართვით. მულტისკანირება საშუალებას გაძლევთ დააკვირდეთ შესასწავლ სექციებს თითქმის რეალურ დროში. B მეთოდის კიდევ ერთი ვარიაციაა სექტორის სკანირება, რომელშიც არ ხდება ექო ზონდის მოძრაობა, მაგრამ იცვლება ულტრაბგერითი სხივის ჩასმის კუთხე.

ულტრაბგერითი მოწყობილობა B ტიპის მითითებით გამოიყენება ონკოლოგიაში, მეანობა-გინეკოლოგიაში, უროლოგიაში, ოტოლარინგოლოგიაში, ოფთალმოლოგიაში და ა.შ. კარდიოლოგიაში გამოიყენება B ტიპის აპარატების მოდიფიკაციები მულტისკანირებით და სექტორული სკანირებით.

ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის ყველა ექოლოკაციის მეთოდი საშუალებას იძლევა, ამა თუ იმ გზით, დაარეგისტრიროთ სხეულის შიგნით სხვადასხვა ტალღის წინაღობის მქონე უბნების საზღვრები.

ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკის ახალი მეთოდი - რეკონსტრუქციული (ან გამოთვლითი) ტომოგრაფია - იძლევა ხმის გავრცელების პარამეტრების სივრცით განაწილებას: შესუსტების კოეფიციენტს (მეთოდის შესუსტების მოდიფიკაცია) ან ხმის სიჩქარეს (რეფრაქციული მოდიფიკაცია). ამ მეთოდით, შესწავლილი ობიექტის მონაკვეთი განმეორებით ჟღერს სხვადასხვა მიმართულებით. ხმოვანი და საპასუხო სიგნალების კოორდინატების შესახებ ინფორმაცია მუშავდება კომპიუტერზე, რის შედეგადაც ეკრანზე გამოსახულია რეკონსტრუირებული ტომოგრამა.

ცოტა ხნის წინ, მეთოდის დანერგვა დაიწყო ელასტომეტრიაღვიძლის ქსოვილის შესასწავლად როგორც ჩვეულებრივ, ასევე მიკროზის სხვადასხვა სტადიაზე. მეთოდის არსი ეს არის. სენსორი დამონტაჟებულია სხეულის ზედაპირზე პერპენდიკულურად. სენსორში ჩაშენებული ვიბრატორის გამოყენებით იქმნება დაბალი სიხშირის ხმის მექანიკური ტალღა (ν = 50 ჰც, A = 1 მმ), რომლის გავრცელების სიჩქარე ღვიძლის ქვეშ მდებარე ქსოვილში ფასდება ულტრაბგერითი ν = სიხშირით. 3.5 MHz (არსებითად, ექოლოკაცია ხორციელდება). გამოყენება

ქსოვილის მოდული E (ელასტიურობა). გაზომვების სერია (მინიმუმ 10) კეთდება პაციენტისთვის ნეკნთაშუა სივრცეებში ღვიძლის პოზიციის პროექციაში. ყველა მონაცემი გაანალიზებულია ავტომატურად, მოწყობილობა უზრუნველყოფს ელასტიურობის (სიმკვრივის) რაოდენობრივ შეფასებას, რომელიც წარმოდგენილია როგორც რიცხობრივად, ასევე ფერად.

სხეულის მოძრავი სტრუქტურების შესახებ ინფორმაციის მისაღებად გამოიყენება მეთოდები და ინსტრუმენტები, რომელთა მოქმედება ეფუძნება დოპლერის ეფექტს. ასეთი მოწყობილობები ჩვეულებრივ შეიცავს ორ პიეზოელემენტს: ულტრაბგერითი ემიტერი, რომელიც მუშაობს უწყვეტ რეჟიმში და ასახული სიგნალების მიმღები. მოძრავი ობიექტიდან (მაგალითად, ჭურჭლის კედლიდან) არეკლილი ულტრაბგერითი ტალღის დოპლერის სიხშირის ცვლის გაზომვით, განისაზღვრება ამრეკლავი ობიექტის მოძრაობის სიჩქარე (იხ. ფორმულა 2.9). ამ ტიპის ყველაზე მოწინავე მოწყობილობები იყენებენ პულს-დოპლერის (თანმიმდევრული) ადგილმდებარეობის მეთოდს, რაც შესაძლებელს ხდის სიგნალის იზოლირებას სივრცის გარკვეული წერტილიდან.

დოპლერის ეფექტის მქონე მოწყობილობები გამოიყენება გულ-სისხლძარღვთა სისტემის დაავადებების დიაგნოსტიკისთვის (განსაზღვრა

გულის ნაწილებისა და სისხლძარღვების კედლების მოძრაობა), მეანობაში (ნაყოფის გულისცემის შესწავლა), სისხლის ნაკადის შესასწავლად და ა.შ.

ორგანოების გამოკვლევა ხდება საყლაპავის მეშვეობით, რომელთანაც ისინი ესაზღვრება.

ულტრაბგერითი და რენტგენის "სანთლის" შედარება

ზოგიერთ შემთხვევაში, ულტრაბგერითი სკანირება უპირატესობას ანიჭებს რენტგენთან შედარებით. ეს გამოწვეულია იმით, რომ რენტგენი იძლევა "მყარი" ქსოვილის მკაფიო გამოსახულებას "რბილი" ქსოვილის ფონზე. მაგალითად, ძვლები აშკარად ჩანს რბილი ქსოვილების ფონზე. რბილი ქსოვილების რენტგენის გამოსახულების მისაღებად სხვა რბილი ქსოვილების ფონზე (მაგალითად, სისხლძარღვი კუნთების ფონზე), ჭურჭელი უნდა იყოს სავსე ნივთიერებით, რომელიც კარგად შთანთქავს რენტგენის გამოსხივებას (კონტრასტული აგენტი). . ულტრაბგერითი ტრანსილუმინაცია, უკვე აღნიშნული მახასიათებლების წყალობით, ამ შემთხვევაში იძლევა გამოსახულებას კონტრასტული აგენტების გამოყენების გარეშე.

რენტგენოლოგიური გამოკვლევა განასხვავებს სიმკვრივის განსხვავებას 10%-მდე, ხოლო ულტრაბგერითი - 1%-მდე.

5.6. ინფრაბგერა და მისი წყაროები

ინფრაბგერითი- ელასტიური ვიბრაციები და ტალღები სიხშირით, რომელიც დევს ადამიანებისთვის მოსმენილი სიხშირეების დიაპაზონში. როგორც წესი, 16-20 ჰც მიიღება, როგორც ინფრაბგერითი დიაპაზონის ზედა ზღვარი. ეს განსაზღვრება პირობითია, რადგან საკმარისი ინტენსივობით სმენის აღქმა ასევე ხდება რამდენიმე ჰც სიხშირეზე, თუმცა ამ შემთხვევაში შეგრძნების ტონალური ბუნება ქრება და რხევების მხოლოდ ცალკეული ციკლები გამოირჩევა. ინფრაბგერის ქვედა სიხშირის ზღვარი გაურკვეველია; მისი ამჟამინდელი კვლევის არეალი ვრცელდება დაახლოებით 0,001 ჰც-მდე.

ინფრაბგერითი ტალღები ვრცელდება ჰაერში და წყალში, ასევე დედამიწის ქერქში (სეისმური ტალღები). ინფრაბგერის მთავარი მახასიათებელი, მისი დაბალი სიხშირის გამო, არის დაბალი შთანთქმა. ღრმა ზღვაში და ატმოსფეროში მიწის დონეზე გავრცელებისას ინფრაბგერითი ტალღები 10-20 ჰც სიხშირით სუსტდება 1000 კმ მანძილზე არაუმეტეს რამდენიმე დეციბელით. ცნობილია, რომ ჟღერს

ვულკანური ამოფრქვევები და ატომური აფეთქებები შეიძლება ბევრჯერ შემოუარონ დედამიწას. გრძელი ტალღის გამო, ინფრაბგერითი გაფანტვა ასევე დაბალია. ბუნებრივ გარემოში შესამჩნევ გაფანტვას ქმნის მხოლოდ ძალიან დიდი ობიექტები - ბორცვები, მთები, მაღალი შენობები.

ინფრაბგერის ბუნებრივი წყაროა მეტეოროლოგიური, სეისმური და ვულკანური მოვლენები. ინფრაბგერა წარმოიქმნება ატმოსფერული და ოკეანის ტურბულენტური წნევის რყევების, ქარის, ზღვის ტალღების (მათ შორის მოქცევის ტალღების), ჩანჩქერების, მიწისძვრების და მეწყერის შედეგად.

ადამიანის აქტივობასთან დაკავშირებული ინფრაბგერითი წყაროა აფეთქებები, სროლები, ზებგერითი თვითმფრინავების დარტყმის ტალღები, ჭურვების ზემოქმედება, რეაქტიული ძრავების მუშაობა და ა.შ. ინფრაბგერა შეიცავს ძრავების და ტექნოლოგიური აღჭურვილობის ხმაურს. სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო პათოგენებით შექმნილი შენობების ვიბრაციები, როგორც წესი, შეიცავს ინფრაბგერით კომპონენტებს. ტრანსპორტის ხმაურს მნიშვნელოვანი წვლილი შეაქვს გარემოს ინფრაბგერითი დაბინძურებაში. მაგალითად, მსუბუქი ავტომობილები 100 კმ/სთ სიჩქარით ქმნიან ინფრაბგერას 100 დბ-მდე ინტენსივობის დონით. დიდი გემების ძრავის განყოფილებაში დაფიქსირდა მოქმედი ძრავების მიერ შექმნილი ინფრაბგერითი ვიბრაციები 7-13 ჰც სიხშირით და 115 დბ ინტენსივობის დონით. მაღალსართულიანი შენობების ზედა სართულებზე, განსაკუთრებით ძლიერი ქარის დროს, ინფრაბგერითი ინტენსივობის დონე აღწევს

ინფრაბგერის იზოლირება თითქმის შეუძლებელია - დაბალ სიხშირეზე ხმის შთამნთქმელი ყველა მასალა თითქმის მთლიანად კარგავს ეფექტურობას.

5.7. ინფრაბგერითი გავლენა ადამიანებზე. ინფრაბგერის გამოყენება მედიცინაში

ინფრაბგერა, როგორც წესი, უარყოფითად მოქმედებს ადამიანზე: იწვევს დეპრესიულ განწყობას, დაღლილობას, თავის ტკივილს, გაღიზიანებას. დაბალი ინტენსივობის ინფრაბგერითი ზემოქმედების ქვეშ მყოფ ადამიანს აღენიშნება ზღვის ავადმყოფობის, გულისრევა და თავბრუსხვევის სიმპტომები. ჩნდება თავის ტკივილი, მატულობს დაღლილობა და სუსტდება სმენა. 2-5 ჰც სიხშირით

და ინტენსივობის დონე 100-125 დბ, სუბიექტური რეაქცია მცირდება ყურში წნევის შეგრძნებამდე, ყლაპვის გაძნელებამდე, ხმის იძულებით მოდულაციამდე და მეტყველების გაძნელებამდე. ინფრაბგერითი ზემოქმედება უარყოფითად მოქმედებს მხედველობაზე: უარესდება მხედველობის ფუნქციები, მცირდება მხედველობის სიმახვილე, ვიწროვდება მხედველობის ველი, სუსტდება აკომოდაციის უნარი და დაქვეითებულია დაკვირვებული ობიექტის თვალის ფიქსაციის სტაბილურობა.

ხმაური 2-15 ჰც სიხშირეზე 100 დბ ინტენსივობის დონეზე იწვევს ციფერბლატის ინდიკატორების თვალთვალის შეცდომის ზრდას. ჩნდება თვალის კაკლის კრუნჩხვითი კრუნჩხვა და წონასწორობის ორგანოების დისფუნქცია.

მფრინავები და კოსმონავტები, რომლებიც ვარჯიშის დროს ინფრაბგერით ექვემდებარებოდნენ, უფრო ნელა წყვეტდნენ თუნდაც მარტივ არითმეტიკულ ამოცანებს.

არსებობს ვარაუდი, რომ ცუდ ამინდში ადამიანების მდგომარეობის სხვადასხვა ანომალიები, კლიმატური პირობებით ახსნილი, რეალურად ინფრაბგერითი ტალღების გავლენის შედეგია.

ზომიერი ინტენსივობის დროს (140-155 დბ) შეიძლება განვითარდეს სისუსტე და მხედველობის დროებითი დაკარგვა. მაღალი ინტენსივობის დროს (დაახლოებით 180 დბ), დამბლა შეიძლება მოხდეს ფატალური შედეგით.

ითვლება, რომ ინფრაბგერის უარყოფითი გავლენა განპირობებულია იმით, რომ ადამიანის სხეულის ზოგიერთი ორგანოსა და ნაწილის ბუნებრივი ვიბრაციის სიხშირე ინფრაბგერითი რეგიონშია. ეს იწვევს არასასურველ რეზონანსულ მოვლენებს. მოდით მივუთითოთ ადამიანებისთვის ბუნებრივი რხევების რამდენიმე სიხშირე:

ადამიანის სხეული მწოლიარე მდგომარეობაში - (3-4) ჰც;

გულმკერდი - (5-8) ჰც;

მუცელი - (3-4) ჰც;

თვალები - (12-27) ჰც.

განსაკუთრებით საზიანოა ინფრაბგერითი გავლენა გულზე. საკმარისი სიმძლავრით, ხდება გულის კუნთის იძულებითი რხევები. რეზონანსის დროს (6-7 ჰც) იზრდება მათი ამპლიტუდა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სისხლდენა.

ინფრაბგერის გამოყენება მედიცინაში

ბოლო წლებში ინფრაბგერითი ფართოდ გამოიყენება სამედიცინო პრაქტიკაში. ამრიგად, ოფთალმოლოგიაში, ინფრაბგერითი ტალღები

12 ჰც-მდე სიხშირით გამოიყენება მიოპიის სამკურნალოდ. ქუთუთოების დაავადებების სამკურნალოდ ინფრაბგერითი გამოიყენება ფონოფორეზისთვის (სურ. 5.9), ასევე ჭრილობის ზედაპირების გასაწმენდად, ქუთუთოებში ჰემოდინამიკისა და რეგენერაციის გასაუმჯობესებლად, მასაჟისთვის (სურ. 5.10) და ა.შ.

სურათი 5.9 გვიჩვენებს ინფრაბგერის გამოყენებას ახალშობილებში ცრემლსადენი სადინარის ანომალიების სამკურნალოდ.

მკურნალობის ერთ ეტაპზე ტარდება ცრემლსადენი ტომრის მასაჟი. ამ შემთხვევაში ინფრაბგერითი გენერატორი ქმნის ზედმეტ წნევას საცრემლე პარკში, რაც ხელს უწყობს ჩანასახის ქსოვილის გახეთქვას საცრემლე არხში.

ბრინჯი. 5.9.ინფრაბგერითი ფონოფორეზის სქემა

ბრინჯი. 5.10.ცრემლსადენი ტომრის მასაჟი

5.8. ძირითადი ცნებები და ფორმულები. მაგიდები

ცხრილი 5.1.შთანთქმის კოეფიციენტი და ნახევრად შთანთქმის სიღრმე 1 MHz სიხშირეზე

ცხრილი 5.2.არეკვლის კოეფიციენტი სხვადასხვა ქსოვილის საზღვრებზე

5.9. Დავალებები

1. ტალღების ასახვა მცირე არაერთგვაროვნებისგან შესამჩნევი ხდება, როდესაც მათი ზომები აღემატება ტალღის სიგრძეს. შეაფასეთ თირკმლის ქვის მინიმალური ზომა d, რომელიც შეიძლება გამოვლინდეს ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკით ν = 5 MHz სიხშირით. ულტრაბგერითი ტალღის სიჩქარე ვ= 1500 მ/წმ.

გამოსავალი

ვიპოვოთ ტალღის სიგრძე: λ = v/ν = 1500/(5*10 6) = 0,0003 მ = 0,3 მმ. დ > λ.

პასუხი: d > 0,3 მმ.

2. ზოგიერთი ფიზიოთერაპიული პროცედურა იყენებს ულტრაბგერას სიხშირით ν = 800 kHz და ინტენსივობით I = 1 W/cm2. იპოვეთ რბილი ქსოვილის მოლეკულების ვიბრაციის ამპლიტუდა.

გამოსავალი

მექანიკური ტალღების ინტენსივობა განისაზღვრება ფორმულით (2.6)

რბილი ქსოვილების სიმკვრივეა ρ «1000 კგ/მ3.

წრიული სიხშირე ω = 2πν ≈ 2x3.14x800x10 3 ≈ 5x10 6 s -1;

ულტრაბგერითი სიჩქარე რბილ ქსოვილებში ν ≈ 1500 მ/წმ.

აუცილებელია ინტენსივობის გადაყვანა SI-ზე: I = 1 W/cm 2 = 10 4 W/m 2.

რიცხვითი მნიშვნელობების ბოლო ფორმულაში ჩანაცვლებით, ჩვენ ვპოულობთ:

მოლეკულების ასეთი მცირე გადაადგილება ულტრაბგერითი გავლის დროს მიუთითებს იმაზე, რომ მისი ეფექტი ვლინდება უჯრედულ დონეზე. პასუხი: A = 0,023 მკმ.

3. ფოლადის ნაწილების ხარისხის შემოწმება ხდება ულტრაბგერითი ხარვეზის დეტექტორის გამოყენებით. რა h სიღრმეზე აღმოჩენილი იქნა ბზარი და რა არის ნაწილის სისქე, თუ ულტრაბგერითი სიგნალის გაცემის შემდეგ მიიღეს ორი ასახული სიგნალი 0,1 ms და 0,2 ms? ფოლადში ულტრაბგერითი ტალღის გავრცელების სიჩქარე ტოლია ვ= 5200 მ/წმ.

გამოსავალი

2სთ = ტელევიზორი →სთ = ტვ/2. პასუხი: h = 26 სმ; d = 52 სმ.