Amortizues aktiv akustik të tingullit të ultrazërit dhe infratingullit. Enciklopedia e shkollës

Ultratinguj:

Çfarë është ultratingulli;
Efekti i ultrazërit në trupin e njeriut;
Përdorimi i ultrazërit në industri dhe ekonomi;
Perspektivat për përdorimin e ultrazërit.

Infratingulli:

Çfarë është infratingulli;
Ndikimi i infratingullit në trupin e njeriut;
Anomalitë infrasonike;
Kafshët që përdorin infratinguj;
Perspektivat për përdorimin e infratingujve;
konkluzioni

Ultratinguj

1. Çfarë është ekografia?

Kohët e fundit, proceset teknologjike të bazuara në përdorimin e energjisë së ultrazërit janë bërë gjithnjë e më të përhapura në prodhim. Ekografia me ultratinguj ka gjetur aplikim edhe në mjekësi. Në lidhje me rritjen e fuqive dhe shpejtësive të njësive të njësive dhe makinerive të ndryshme, nivelet e zhurmës po rriten, duke përfshirë edhe rangun e frekuencës tejzanor.

Ultratinguj quhen dridhje mekanike të një mediumi elastik me një frekuencë që tejkalon kufirin e sipërm të dëgjimit -20 kHz. Njësia e nivelit të presionit të zërit është dB. Njësia matëse për intensitetin e ultrazërit është vat për centimetër katror (W/s2) Veshi i njeriut nuk e percepton ultratingullin, por disa kafshë, si lakuriqët e natës, mund të dëgjojnë dhe lëshojnë ultratinguj. Ajo perceptohet pjesërisht nga brejtësit, macet, qentë, balenat, delfinët. Dridhjet tejzanor ndodhin gjatë funksionimit të motorëve të makinave, veglave të makinerive dhe motorëve të raketave.

Për shkak të frekuencës së lartë (gjatësi valore të vogël) ekografia ka veti të veçanta. Pra, si drita, valët tejzanor mund të formojnë rreze të drejtuara rreptësisht. Reflektimi dhe thyerja e këtyre rrezeve në kufirin e dy mediave u bindet ligjeve të optikës gjeometrike. Përthithet fuqishëm nga gazrat dhe dobët nga lëngjet. Nën ndikimin e ultrazërit, në lëng formohen zbrazëti në formën e flluskave të vogla me një rritje afatshkurtër të presionit brenda tyre. Përveç kësaj, valët tejzanor përshpejtojnë proceset e difuzionit.

Këto veti të ultrazërit dhe veçoritë e ndërveprimit të tij me mjedisin përcaktojnë përdorimin e gjerë teknik dhe mjekësor të tij. Ekografia përdoret në mjekësi dhe biologji për ekolokacion, për zbulimin dhe trajtimin e tumoreve dhe disa defekteve në indet e trupit, në kirurgji dhe traumatologji për prerjen e indeve të buta dhe kockore gjatë operacioneve të ndryshme, për saldimin e kockave të thyera, për shkatërrimin e qelizave (ekografi me fuqi të lartë). Në terapinë me ultratinguj, për qëllime terapeutike përdoren lëkundjet prej 800-900 kHz.

2. Efekti i ultrazërit në trupin e njeriut

Ekografia ka një efekt kryesisht lokal në trup, pasi transmetohet nga kontakti i drejtpërdrejtë me një instrument tejzanor, pjesë të punës ose media ku eksitohen dridhjet tejzanor. Dridhjet tejzanor të krijuara nga pajisjet industriale tejzanor me frekuencë të ulët kanë një efekt negativ në trupin e njeriut. Ekspozimi sistematik afatgjatë ndaj ultrazërit në ajër shkakton ndryshime në sistemet nervore, kardiovaskulare dhe endokrine, analizuesit auditor dhe vestibular.

Në fushën e dridhjeve tejzanor në indet e gjalla, ultratingulli ka një efekt mekanik, termik, fizik dhe kimik (mikromasazh i qelizave dhe indeve). Në të njëjtën kohë, proceset metabolike aktivizohen, vetitë imune të trupit rriten.

3. Përdorimi i ultrazërit në industri dhe ekonomi

Sot, ultratingulli përdoret në një numër të madh industrish. Ndër to: mjekësia, gjeologjia, industria e çelikut, industria ushtarake etj. Ekografia jashtëzakonisht intensive përdoret në gjeologji, ekziston një shkencë e veçantë - gjeofizika.

Me ndihmën e ultrazërit, gjeofizianët gjejnë depozita të mineraleve të vlefshme dhe përcaktojnë thellësinë e vendndodhjes së tyre. Në industrinë e shkritores së metaleve, ultratingulli përdoret për të diagnostikuar gjendjen e rrjetës kristalore metalike. Kur "dëgjoni" tuba, trarë, produkte me cilësi të lartë marrin një sinjal të caktuar, por nëse produkti ka diçka të ndryshme nga norma (dendësia, defekti i dizajnit), sinjali do të jetë i ndryshëm, gjë që do t'i tregojë inxhinierit një martesë.

Një nëndetëse e rrethuar nga anijet e armikut ka vetëm një mënyrë të sigurt për të kontaktuar bazën - për të transmetuar një sinjal në mjedisin ujor. Për këtë, përdoret një sinjal i veçantë tejzanor i kushtëzuar i një frekuence të caktuar - është pothuajse e pamundur të përgjohet një mesazh i tillë, sepse. për ta bërë këtë, duhet të dini frekuencën e saj, kohën e saktë të transmetimit dhe "rrugën". Megjithatë, dërgimi i një sinjali nga një varkë është gjithashtu një procedurë shumë e ndërlikuar - duhet të merren parasysh të gjitha thellësitë, temperatura e ujit, etj. Baza, duke marrë një sinjal dhe duke ditur kohën e kalimit të saj, mund të llogarisë distancën deri në varkë, si rezultat - vendndodhjen e saj. Gjithashtu në flotën e nëndetëseve përdorin impulse speciale të shkurtra ultrasonike të dërguara me sonar direkt nga nëndetësja; impulsi reflektohet nga objektet - shkëmbinjtë, enët e tjera, dhe me ndihmën e tij llogaritet drejtimi dhe distanca deri te pengesa (një teknikë e huazuar nga grabitqarët e natës - lakuriqët e natës).

Përdoren gjithashtu banjot me ultratinguj, si për dezinfektimin e instrumenteve, ashtu edhe për qëllime kozmetike - masazh të këmbëve, duarve, fytyrës. Shumë efektivë janë lagështuesit dhe hundët tejzanor, si dhe gjetësit e rrezes (radarët e njohur të shpejtësisë së policisë rrugore përdorin gjithashtu impulse tejzanor).

4. Perspektivat për përdorimin e ultrazërit

Në të ardhmen, pritet një përdorim më i gjerë i pulseve tejzanor për qëllime kozmetike - shkencëtarët janë tashmë në të ardhmen e afërt për pastrimin e poreve, freskimin, rinovimin e lëkurës së varur - lëkurën tejzanor. Po punohet për krijimin e armëve tejzanor, si dhe zhvillimin e sistemeve të mbrojtjes kundër tij. Pritet një përdorim më i gjerë i ultrazërit në familje.

infratingulli

5. Çfarë është infratingulli?

Zhvillimi i teknologjisë dhe automjeteve, përmirësimi i proceseve dhe pajisjeve teknologjike shoqërohen me një rritje të fuqisë dhe dimensioneve të makinave, gjë që çon në një tendencë për të rritur komponentët me frekuencë të ulët në spektra dhe shfaqjen e infratingujve, që është një faktor relativisht i ri, i pa kuptuar plotësisht në mjedisin e prodhimit.

Infratingulli quhet vibrime akustike me frekuencë nën 20 Hz. Ky diapazon frekuencash qëndron nën pragun e dëgjueshmërisë dhe veshi i njeriut nuk është në gjendje të perceptojë dridhjet e këtyre frekuencave. Infratingulli i prodhimit lind për shkak të të njëjtave procese si zhurma e frekuencave të dëgjueshme. Intensiteti më i madh i dridhjeve infrasonike krijohet nga makinat dhe mekanizmat që kanë sipërfaqe të mëdha që kryejnë dridhje mekanike me frekuencë të ulët (infratinguj me origjinë mekanike) ose rrjedha turbulente gazesh dhe lëngjesh (infratinguj me origjinë aerodinamike ose hidrodinamike). Nivelet maksimale të lëkundjeve akustike me frekuencë të ulët nga burimet industriale dhe të transportit arrijnë në 100-110 dB.

6. Ndikimi i infratingullit në trupin e njeriut

Studimet e efektit biologjik të infratingullit në trup kanë treguar se në një nivel prej 110 deri në 150 dB ose më shumë, ai mund të shkaktojë ndjesi të pakëndshme subjektive dhe ndryshime të shumta reaktive te njerëzit, të cilat përfshijnë ndryshime në sistemin nervor qendror, kardiovaskular dhe të frymëmarrjes. analizatori vestibular. Ka të dhëna që infratingulli shkakton humbje të dëgjimit kryesisht në frekuenca të ulëta dhe të mesme. Ashpërsia e këtyre ndryshimeve varet nga niveli i intensitetit të infratingullit dhe kohëzgjatja e faktorit.

Infratingulli nuk është aspak një fenomen i zbuluar së fundmi. Në fakt, ajo është e njohur për organistët për më shumë se 250 vjet. Shumë katedrale dhe kisha kanë tuba organesh aq të gjata sa lëshojnë një tingull me një frekuencë më të vogël se 20 Hz, i cili nuk perceptohet nga veshi i njeriut. Por, siç zbuluan studiuesit britanikë, një infratingull i tillë mund të rrënjosë tek audienca një shumëllojshmëri dhe jo shumë të këndshme ndjenjash - melankoli, një ndjenjë të ftohtë, ankthi, dridhje në shpinë. Njerëzit e ekspozuar ndaj infratingujve përjetojnë afërsisht të njëjtat ndjesi si kur vizitojnë vendet ku janë hasur fantazmat.

7. Anomalitë infrasonike

Vija bregdetare e Amerikës së Veriut në rajonin e Kepit Hatteras, gadishulli i Floridës dhe ishulli i Kubës formojnë një reflektor gjigant. Një stuhi që ndodh në Oqeanin Atlantik gjeneron valë infrasonike, të cilat, të reflektuara nga ky reflektor, janë të përqendruara në zonën e Trekëndëshit të Bermudës. Dimensionet kolosale të strukturës së fokusimit sugjerojnë praninë e rajoneve ku vibrimet infrasonike mund të arrijnë një vlerë të konsiderueshme, gjë që është arsyeja e fenomeneve anormale që ndodhin këtu. Siç e dini, dridhjet e forta infrasonike shkaktojnë frikë paniku tek një person së bashku me dëshirën për të shpëtuar nga një hapësirë e mbyllur. Natyrisht, kjo sjellje është pasojë e reagimit "instinktiv" të zhvilluar në të kaluarën e largët ndaj infratingullit si pararendës i një tërmeti. Është ky reagim që bën që ekuipazhi dhe pasagjerët të largohen nga anija e tyre në panik. Ata mund të hyjnë në varka dhe të notojnë larg anijes së tyre, ose të vrapojnë në kuvertë dhe të hidhen në bord. Me një intensitet shumë të lartë të infratingullit, ata mund të vdesin krejtësisht - duke rënë në rezonancë me bioritmet njerëzore, infratingulli me një intensitet veçanërisht të lartë mund të shkaktojë vdekje të menjëhershme.

Infratingulli mund të shkaktojë dridhje rezonante të shtyllave të anijeve, duke çuar në thyerjen e tyre (efekti i infratingullit në elementët strukturorë të avionit mund të çojë në pasoja të ngjashme). Dridhjet e zërit me frekuencë të ulët mund të jenë shkaku i shfaqjes së një mjegulljeje të dendur ("si qumështi") që shfaqet me shpejtësi dhe gjithashtu zhduket me shpejtësi mbi oqean. Dhe, së fundi, infratingulli me një frekuencë 5-7 herc mund të hyjë në rezonancë me lavjerrësin e orëve mekanike, manuale, të cilat kanë të njëjtën periudhë lëkundjeje.

Natyrisht, struktura të ngjashme fokusimi ekzistojnë në rajone të tjera të globit. Me sa duket, frika e panikut e shkaktuar nga dridhjet e forta infrasonike në njërën prej këtyre strukturave shërbeu si "pika e fillimit" e mitit të sirenave...

Infratingulli mund të përhapet nën ujë, dhe struktura e fokusimit mund të formohet nga topografia e poshtme. Vullkanet nënujore dhe tërmetet mund të jenë një burim i dridhjeve infrasonike. Natyrisht, forma e reflektorëve "peizazh" është shumë larg të qenit perfekt. Prandaj, duhet të flasim për një sistem elementësh reflektues, specifik për çdo rast. Me dimensione proporcionale me gjatësinë e valës, struktura mund të jetë rezonante.

8. Kafshët që përdorin infratinguj

Shkencëtarët amerikanë kanë zbuluar se tigrat dhe elefantët përdorin jo vetëm rënkime, gjëmime ose ulërima dhe thirrje borie për të komunikuar me njëri-tjetrin, por edhe infratinguj, domethënë sinjale zanore me frekuencë shumë të ulët që janë të padëgjueshme për veshin e njeriut. Sipas shkencëtarëve, infratingulli u lejon kafshëve të komunikojnë në një distancë deri në 8 kilometra, pasi përhapja e sinjaleve infratingujsh është pothuajse e pandjeshme ndaj ndërhyrjeve të shkaktuara nga terreni dhe varet pak nga moti dhe faktorët klimatikë si lagështia e ajrit.

Tani shkencëtarët synojnë të zbulojnë nëse spektri i frekuencës së zërave të tigrave ka veçori individuale që i lejojnë ata të identifikohen. Kjo do ta lehtësonte shumë llogaritjen e bagëtive të tyre.

Teksa studionin sjelljen e një grupi elefantësh në kopshtin zoologjik të Portland në Oregon, një grup studiuesish “ndjenë” luhatje të pazakonta në ajër. Duke përdorur një sistem të sofistikuar elektronik të marrjes së zërit, studiuesit zbuluan se këto janë valë infrasonike të emetuara nga elefantët. Ndërsa vëzhguan elefantët me rreze të lirë në Kenia, studiuesit përdorën të njëjtat pajisje për të regjistruar saktësisht të njëjtin lloj valësh. Shkencëtarët kanë arritur në përfundimin se kafshët përdorin tinguj me frekuencë të ulët për të komunikuar me njëri-tjetrin në një distancë prej disa kilometrash.

Shkencëtarët shpresojnë që në të ardhmen, pasi kanë përcaktuar kuptimin e sinjaleve infratinguj, të kalojnë në fazën më emocionuese të eksperimenteve - vendosjen e kontaktit me elefantët me ndihmën e tyre.

9. Perspektivat për përdorimin e infratingujve

Tani shkencëtarët po zhvillojnë të ashtuquajturën "armë infrasonike". Valët e zërit me frekuencë të ulët janë planifikuar të përdoren këtu si "gjenerator paniku". Në këtë rast, infratingulli është shumë më i përshtatshëm se valët me frekuencë të lartë, pasi ai në vetvete përbën një kërcënim për shëndetin e njeriut. Frekuencat e sistemit tonë nervor dhe zemrës shtrihen në rangun e infratingujve - 6 Hz. Emulimi i këtyre frekuencave çon në shëndet të dobët, frikë pa shkak, panik, çmenduri dhe, së fundi, vdekje.

10. Përfundim

Pas përfundimit të kësaj pune - pasi kemi mbledhur, përpunuar dhe përmbledhur një sasi të madhe materialesh për këtë problem, mësuam shumë për natyrën e tingullit. Për rrezikun që mund të paraqesë për trupin e njeriut dhe se sa gjerësisht mund të përdoret në ekonomi. Më interesante për ne ishte hipoteza për natyrën e "tmerrit nderues", dridhjet e njerëzve në tempull. Ne e konsiderojmë shumë premtues studimin e metodave të komunikimit me kafshët dhe, natyrisht, përdorimin e infratingujve për të parashikuar vendin dhe kohën e shpërthimeve dhe tërmeteve të ardhshme.

Ultratinguj:

Çfarë është ultratingulli;
Efekti i ultrazërit në trupin e njeriut;
Përdorimi i ultrazërit në industri dhe ekonomi;
Perspektivat për përdorimin e ultrazërit.

Infratingulli:

Çfarë është infratingulli;
Ndikimi i infratingullit në trupin e njeriut;
Anomalitë infrasonike;
Kafshët që përdorin infratinguj;
Perspektivat për përdorimin e infratingujve;
konkluzioni

Ultratinguj

1. Çfarë është ekografia?

2. Efekti i ultrazërit në trupin e njeriut

3. Përdorimi i ultrazërit në industri dhe ekonomi

4. Perspektivat për përdorimin e ultrazërit

infratingulli

5. Çfarë është infratingulli?

6. Ndikimi i infratingullit në trupin e njeriut

7. Anomalitë infrasonike

8. Kafshët që përdorin infratinguj

9. Perspektivat për përdorimin e infratingujve

10. Përfundim

Ultratinguj- dridhje elastike me një frekuencë mbi 20 mijë Hz. Mund të lindë nga burime mekanike, elektromagnetike dhe termike. Me një rritje të frekuencës së dridhjeve tejzanor, thithja e tyre nga mediumi rritet dhe thellësia e depërtimit në indet e njeriut zvogëlohet. Thithja e ultrazërit shoqërohet me ngrohjen e mediumit. Ekografia ndahet në:

· me frekuencë të ulët;

· Frekuencë e lartë;

ajri;

kontakt.

Dridhjet e zërit me frekuencë të ulët përhapen mirë në ajër.

Aktualisht, ekografia përdoret gjerësisht në fusha të ndryshme të teknologjisë dhe industrisë, veçanërisht për analiza dhe kontrolle: zbulimi i defekteve, analiza strukturore e një substance, përcaktimi i vetive fiziko-kimike të materialeve, etj.

Proceset teknologjike: pastrimi dhe heqja e yndyrës së pjesëve, përpunimi i materialeve të forta dhe të brishta, saldimi, saldimi, kallaji, proceset elektrolitike, përshpejtimi i reaksioneve kimike - përdorni dridhje tejzanor me frekuencë të ulët nga 18 në 30 kHz dhe fuqi të lartë - deri në 6-7 W / cm². Burimet më të zakonshme të ultrazërit janë transduktorët piezoelektrikë dhe magnetikë. Për më tepër, në kushtet e prodhimit, ultratingulli me frekuencë të ulët shpesh formohet gjatë proceseve aerodinamike: funksionimi i motorëve reaktiv, turbinave me gaz, motorëve të fuqishëm pneumatikë, etj.

Ekografia ka marrë një shpërndarje të konsiderueshme në mjekësi për trajtimin e sëmundjeve të shtyllës kurrizore, kyçeve, sistemit nervor periferik, si dhe për kryerjen e operacioneve dhe diagnostikimit kirurgjik. Në vitin 2002, shkencëtarët amerikanë zhvilluan një metodë për heqjen e tumoreve të trurit që nuk janë të përshtatshme për trajtimin konvencional kirurgjik. Ai bazohet në parimin e përdorur në heqjen e kataraktit - fragmentimi i formacionit patologjik me ultratinguj të fokusuar.

Në vitin 2006, mjekët në Universitetin Kanadez të Albertës zhvilluan një teknologji që përdor ultratinguj me puls me intensitet të ulët për të stimuluar ri-rritje të dhëmbëve të këputur dhe të liruar.

Ekografia diagnostike është përdorur intensivisht për tre dekada gjatë shtatzënisë dhe në sëmundjet e organeve individuale. Ultratingulli, duke u përplasur me një pengesë në formën e organeve të njeriut ose fetusit, përcakton praninë dhe madhësinë e tyre. Intensiteti i ultrazërit terapeutik të aplikuar më shpesh nuk kalon 0,2-0,4 W / cm²; frekuenca e lëkundjeve me ultratinguj të përdorur për diagnostikim varion nga 800 kHz në 20 MHz, intensiteti varion nga 0,01 në 20 W / cm² ose më shumë. Neurokirurgjia përdor pajisje elektronike me një rreze të fuqishme të fokusuar me frekuencë të lartë (të rendit 1000 kHz).

Efekti biologjik i ekspozimit ndaj trupit varet nga intensiteti, kohëzgjatja e ekspozimit dhe madhësia e trupit të ekspozuar ndaj ultrazërit.

Ndikimi sistematik afatgjatë i ultrazërit që përhapet në ajër shkakton çrregullime funksionale të sistemit nervor, kardiovaskular, endokrin, analizatorëve auditor dhe vestibular.

Tek njerëzit që punojnë në njësi tejzanor, vërehet astenia e rëndë, hipotensioni vaskular dhe një rënie në aktivitetin elektrik të zemrës dhe trurit. Ka ndryshime në sistemin nervor qendror të një natyre refleksore - një ndjenjë frike në errësirë, në një hapësirë të kufizuar; sulme të mprehta me rritje të rrahjeve të zemrës, djersitje e tepruar, spazma në stomak, zorrë, fshikëz e tëmthit.

Më tipiket janë dystonia vegjetovaskulare me ankesa për lodhje të rëndë, dhimbje koke dhe ndjenjë presioni në kokë, vështirësi në përqendrim, frenim i procesit të të menduarit dhe pagjumësi.

Efekti i kontaktit i ultrazërit me frekuencë të lartë në duar çon në një shkelje të qarkullimit kapilar në duar, një ulje të ndjeshmërisë ndaj dhimbjes. Është vërtetuar se dridhjet tejzanor mund të shkaktojnë ndryshime në strukturën e kockave me një rrallim të densitetit të kockave.

infratingulli- valë elastike, të ngjashme me zërin, por me frekuenca më të ulëta se sa të dëgjueshme për njerëzit. Zakonisht, 16-25 Hz merret si kufiri i sipërm i intervalit infrasonik (IS), kufiri i poshtëm nuk është i përcaktuar. Infratingulli përmbahet në zhurmën e atmosferës, pyjeve dhe detit. Burimet e lëkundjeve IZ janë shkarkimet e rrufesë (bubullima), shpërthimet, të shtënat me armë. Lëkundjet e IS vërehen në koren e tokës, të ngacmuara nga burime të ndryshme, duke përfshirë tërmetet, shpërthimet, rrëshqitjet e dheut dhe automjetet.

Infratingulli absorbohet dobët në media të ndryshme, kështu që mund të përhapet në distanca shumë të gjata. Kjo gjen zbatim praktik në përcaktimin e vendndodhjes së epiqendrës së një tërmeti, një shpërthimi të fortë ose një armë zjarri. Përhapja e IS në distanca të gjata në det bën të mundur parashikimin e fatkeqësive natyrore (tsunami). Shpërthimet që gjenerojnë një gamë të gjerë frekuencash IS përdoren për të studiuar shtresat e sipërme të atmosferës, vetitë e mjedisit ujor.

Zhvillimi i prodhimit industrial dhe i transportit ka çuar në një rritje të ndjeshme të burimeve të infratingujve në mjedis dhe një rritje të nivelit të tij. Burimet kryesore të infratingujve të krijuara nga njeriu në qytet janë dhënë në tabelë (Tabela 3):

Tabela 3

Në kushtet e prodhimit, infratingulli zakonisht kombinohet me zhurmë me frekuencë të ulët, dhe në disa raste me dridhje me frekuencë të ulët.

Në fund të viteve '60, studiuesi francez Gavro zbuloi se valët infrasonike të frekuencave të caktuara mund të shkaktojnë ankth dhe ankth tek një person, dhimbje koke, zvogëlojnë vëmendjen dhe performancën, prishin funksionin e aparatit vestibular dhe shkaktojnë gjakderdhje nga hunda dhe veshët. Profesor Gavro sugjeroi që efekti biologjik i infratingullit manifestohet nëse frekuenca e valës përkon me ritmin alfa të trurit të njeriut.

Mekanizmi i perceptimit të infratingullit dhe efekti i tij fiziologjik tek njerëzit ende nuk është përcaktuar plotësisht. Është e mundur që të shoqërohet me ngacmimin e lëkundjeve rezonante në trup. Pra, frekuenca natyrore e aparatit tonë vestibular është afër 6 Hz, dhe shumë njerëz janë të njohur me ndjesitë e pakëndshme gjatë një udhëtimi të gjatë në një autobus, tren, lundrimin në një anije ose lëkundjen në një lëkundje. Infratingulli me një frekuencë prej 7 Hz është vdekjeprurës. Vetia e infratingujve për të shkaktuar frikë përdoret nga policia në një numër vendesh të botës: për të shpërndarë turmën, janë ndezur gjeneratorë të fuqishëm, frekuencat e të cilave ndryshojnë me 5-9 Hz. Rrezatimet që dalin nga ndryshimi i frekuencave të këtyre gjeneratorëve kanë një frekuencë IS dhe shkaktojnë tek shumë njerëz një ndjenjë të pavetëdijshme frike, dëshirë për t'u larguar sa më shpejt.

Nën ndikimin e infratingullit, imazhet vizuale të krijuara nga sytë e majtë dhe të djathtë mund të ndryshojnë, horizonti fillon të shtrembërohet dhe ka probleme me orientimin në hapësirë. Ndjesi të ngjashme shkaktohen nga pulsimi i dritës me frekuencë 4-8 Hz. Edhe priftërinjtë egjiptianë, për të shtypur psikikën dhe për të arritur njohjen nga robëria, e lidhën atë dhe me ndihmën e pasqyrave drejtuan një rreze dielli pulsuese në sytë e tij. Pas pak, i burgosuri pati konvulsione, shkuma filloi të rridhte nga goja dhe ai u përgjigj pyetjeve.

Kur ekspozohet ndaj infratingujve në trup në një nivel prej 110-150 dB, mund të ndodhin shqetësime në sistemin nervor qendror, sistemin kardiovaskular, sistemin e frymëmarrjes dhe analizuesin vestibular. Vihen re ankesa për dhimbje koke, marramendje, zhurmë në veshë dhe kokë, ulje të vëmendjes dhe performancës. Mund të ketë një ndjenjë frike, përgjumje, vështirësi në të folur, çekuilibër, shfaqje ankthi dhe pasigurie, paqëndrueshmëri emocionale.

Ultratingujështë një tingull, frekuenca e të cilit është mbi kufirin e sipërm të dëgjueshmërisë për veshin normal të njeriut. Pajisjet tejzanor funksionojnë në frekuenca që variojnë nga $20 $ kHz në disa gigahertz.

Figura 1. Brezat e frekuencës

Ultratinguj në natyrë

Lakuriqët e natës përdorin valë ultrasonike me frekuencë të lartë (gjatësi vale të shkurtër) për të rritur aftësinë e tyre për të gjuajtur. Një pre tipike e lakuriqit të natës është mola, një objekt jo shumë më i madh se vetë lakuriqët e natës. Lakuriqët e natës përdorin teknika të ekolokimit me ultratinguj për të gjetur të afërmit e tyre në ajër.

Figura 2. Lakuriqët e natës përdorin ultratinguj për të lundruar në errësirë

Por pse ultrazërit? Përgjigja për këtë pyetje qëndron në fizikën e difraksionit. Ndërsa gjatësia e valës bëhet më e shkurtër se pengesa që has, vala nuk është më në gjendje të shpërndahet rreth saj dhe për këtë arsye reflektohet. Lakuriqët e natës përdorin valë ultrasonike me gjatësi vale më të vogla se madhësia e gjahut të tyre. Këto valë zanore do të përplasen me gjahun dhe në vend që të shpërndahen rreth gjahut, ato do të kërcejnë nga gjahu, duke i lejuar miut të gjuajë me ekolokacion.

Qentë me dëgjim normal mund të dëgjojnë ultratinguj.

Balenat me dhëmbë, duke përfshirë delfinët, mund të dëgjojnë ultratinguj dhe të përdorin tinguj të tillë në sistemin e tyre të navigimit (biosonar).

Metodat për marrjen e ultrazërit

mënyrë mekanike- sistemet e vibrimit (vargjet, pllakat elastike, tubacionet).
metodë termike- nga shkarkimet elektrike në lëngje dhe gazra, nga një rritje konstante e temperaturës ose rryma pulsuese.
Mënyra optike- Lazeri mund të prodhojë valë elastike në një gamë të gjerë frekuencash tejzanor.

infratingulli

Përkufizimi 1

infratingulli- valë zanore që veshi i njeriut nuk mund t'i dëgjojë sepse frekuenca e tyre është shumë e ulët.

Figura 3. Fermat me erë prodhojnë infratinguj

Infratingulli karakterizohet nga aftësia për të kapërcyer distanca të gjata dhe aftësia për të anashkaluar pengesat, dhe gjithashtu ka një gjatësi vale shumë të gjatë - mbi $17 $ m.

Burimet natyrore të infratingujve janë: stuhitë, dallgët, ortekët, tërmetet, vullkanet, ujëvarat, vetëtimat.

Ndikimi nga infratingulli

Frekuencat nënsonike maten nga 0,1 $ deri në $ 20 $ Hz. Infratingujt, ose frekuencat e zërit nën $20$ Hz, veshi nuk i percepton.

Vërejtje 1

Hulumtimet mbi efektet e infratingujve kryhen kryesisht te kafshët, kështu që efekti i infratingullit në trupin e njeriut nuk mund të kuptohet plotësisht. Shumë studime tregojnë se kur ekspozohen ndaj niveleve të larta të infratingujve, mund të ketë: një ndjenjë presioni në veshë, siklet, lodhje të tepërt, përgjumje, madje edhe apati dhe depresion. Studimet e kafshëve kanë treguar se infratingulli me intensitet shumë të lartë mund të shkaktojë dëme të rënda në strukturën e veshit. Megjithatë, nuk ka studime të besueshme që tregojnë dëmin e burimeve infratinguj në jetën e përditshme. Vetëm ekspozimi ndaj frekuencave shumë të larta të këtij lloji tingulli mund të jetë i rrezikshëm për shëndetin tuaj. Rezultatet e studimeve të mëparshme në këtë fushë janë të përziera, dhe ndjeshmëria është individuale për çdo person.

Kafshët dihet se i perceptojnë valët infrasonike që kalojnë nëpër tokë si rezultat i fatkeqësive natyrore dhe mund t'i përdorin ato si një paralajmërim. Një shembull i fundit i këtij fenomeni është tërmeti dhe cunami i Oqeanit Indian $2004 $. Kafshët filluan të vrapojnë përpara cunamit aktual në brigjet e Azisë. Nuk dihet me siguri nëse ky ishte shkaku i saktë, por disa besojnë se mund të ketë qenë ndikimi i një valë elektromagnetike, në vend të valëve infrasonike, që i shtyu këto kafshë të iknin.

Shembulli 1

Lakuriku fluturon pingul me murin me një shpejtësi prej 6,0 $\ (m)/(s) $, duke lëshuar ultratinguj me një frekuencë prej $v=45\ kHz $. Cilat janë dy frekuencat e zërit $v_1$ dhe $v_2$ që dëgjon lakuriqi? Shpejtësia e përhapjes së zërit në ajër është $c=340\ (m)/(s)$.

Sipas parimit Doppler, frekuenca e zërit të perceptuar nga vëzhguesi përcaktohet nga formula

Sipas kushteve

(2) -- shpejtësia e lakuriqëve të natës.

Lakuriku do të dëgjojë zërin dhe do të kërcejë nga muri. Për tingullin e drejtpërdrejtë nga formula (1) kemi

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

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

1. Emituesit dhe marrësit e ultrazërit.

2. Thithja e ultrazërit në materie. Rrjedhat akustike dhe kavitacioni.

3. Reflektimi i ultrazërit. Vizioni i shëndoshë.

4. Efekti biofizik i ultrazërit.

5. Përdorimi i ultrazërit në mjekësi: terapi, kirurgji, diagnostifikim.

6. Infratingulli dhe burimet e tij.

7. Ndikimi i infratingullit tek njerëzit. Përdorimi i infratingullit në mjekësi.

8. Konceptet dhe formulat bazë. Tabelat.

9. Detyrat.

Ultratinguj - lëkundjet elastike dhe valët me frekuenca nga afërsisht 20x10 3 Hz (20 kHz) deri në 10 9 Hz (1 GHz). Gama e frekuencës së ultrazërit nga 1 deri në 1000 GHz quhet hipersonike. Frekuencat tejzanor ndahen në tre vargje:

ULF - ultratinguj me frekuencë të ulët (20-100 kHz);

USCH - ultratinguj me frekuencë të mesme (0,1-10 MHz);

UZVCH - ultratinguj me frekuencë të lartë (10-1000 MHz).

Çdo varg ka aplikimet e veta specifike mjekësore.

5.1. Emituesit dhe marrësit e ultrazërit

Elektromekanike emetuesit Dhe marrës amerikanë përdorni fenomenin e efektit piezoelektrik, thelbi i të cilit shpjegohet në Fig. 5.1.

Dielektrikë të tillë kristalorë si kuarci, kripa Rochelle etj. kanë veti të theksuara piezoelektrike.

Emitues tejzanor

Elektromekanike emetues i ultrazërit përdor fenomenin e efektit piezoelektrik të anasjelltë dhe përbëhet nga elementët e mëposhtëm (Fig. 5.2):

Oriz. 5.1. A - Efekti i drejtpërdrejtë piezoelektrik: ngjeshja dhe shtrirja e pllakës piezoelektrike çon në shfaqjen e një ndryshimi potencial të shenjës përkatëse;

b - Efekti i kundërt piezoelektrik: në varësi të shenjës së diferencës së potencialit të aplikuar në pllakën piezoelektrike, ajo është e ngjeshur ose e shtrirë

Oriz. 5.2. emetues tejzanor

1 - pllaka të një lënde me veti piezoelektrike;

2 - elektroda të depozituara në sipërfaqen e saj në formën e shtresave përçuese;

3 - një gjenerator që furnizon elektrodat me një tension të alternuar të frekuencës së kërkuar.

Kur një tension i alternuar aplikohet në elektroda (2) nga gjeneratori (3), pllaka (1) përjeton shtrirje dhe ngjeshje periodike. Ndodhin lëkundje të detyruara, frekuenca e të cilave është e barabartë me frekuencën e ndryshimit të tensionit. Këto dridhje transmetohen në grimcat e mjedisit, duke krijuar një valë mekanike me frekuencën e duhur. Amplituda e lëkundjeve të grimcave të mediumit pranë radiatorit është e barabartë me amplituda e lëkundjeve të pllakës.

Veçoritë e ultrazërit përfshijnë mundësinë e marrjes së valëve me intensitet të lartë edhe në amplituda relativisht të vogla lëkundjeje, pasi në një amplitudë të caktuar densiteti

Oriz. 5.3. Fokusimi i një rreze tejzanor në ujë me një lente plano-konkave pleksiglas (frekuenca e ultrazërit 8 MHz)

Rrjedha e energjisë është proporcionale me frekuenca në katror(shih formulën 2.6). Intensiteti kufizues i rrezatimit me ultratinguj përcaktohet nga vetitë e materialit të emetuesve, si dhe nga karakteristikat e kushteve për përdorimin e tyre. Gama e intensitetit gjatë gjenerimit me ultratinguj në rajonin UHF është jashtëzakonisht e gjerë: nga 10 -14 W/cm 2 në 0,1 W/cm 2.

Për shumë qëllime nevojiten intensitete shumë më të larta se ato që mund të merren nga sipërfaqja e emetuesit. Në këto raste, mund të përdorni fokusin. Figura 5.3 tregon fokusimin e ultrazërit me një lente pleksiglas. Për marrjen shumë i madh Intensiteti i ultrazërit përdor metoda më komplekse të fokusimit. Pra, në fokusin e një paraboloidi, muret e brendshme të të cilit janë bërë nga një mozaik pllakash kuarci ose piezoceramike barium titanite, në një frekuencë prej 0,5 MHz, është e mundur të përftohen intensitetet e ultrazërit deri në 10 5 W/cm 2. në ujë.

Marrës me ultratinguj

Elektromekanike marrës amerikanë(Fig. 5.4) përdorin fenomenin e efektit piezoelektrik të drejtpërdrejtë. Në këtë rast, nën veprimin e një valë tejzanor, ndodhin lëkundje të pllakës kristalore (1),

Oriz. 5.4. Marrës tejzanor

si rezultat i të cilit shfaqet një tension i alternuar në elektroda (2), i cili fiksohet nga sistemi i regjistrimit (3).

Në shumicën e pajisjeve mjekësore, gjeneratori i valëve tejzanor përdoret njëkohësisht si marrës i tyre.

5.2. Thithja e ultrazërit në materie. Rrymat akustike dhe kavitacioni

Sipas thelbit fizik, ekografia nuk ndryshon nga zëri dhe është një valë mekanike. Ndërsa përhapet, formohen zona të alternuara të kondensimit dhe rrallimit të grimcave të mediumit. Shpejtësia e përhapjes së ultrazërit dhe zërit në media janë të njëjta (në ajër ~ 340 m/s, në ujë dhe inde të buta ~ 1500 m/s). Megjithatë, intensiteti i lartë dhe gjatësia e shkurtër e valëve tejzanor sjellin një numër karakteristikash specifike.

Kur ekografia përhapet në një substancë, ndodh një kalim i pakthyeshëm i energjisë së një valë zanore në lloje të tjera të energjisë, kryesisht në nxehtësi. Ky fenomen quhet thithjen e zërit. Ulja e amplitudës së lëkundjeve të grimcave dhe intensiteti i US për shkak të përthithjes është eksponenciale:

ku A, A 0 janë amplituda e lëkundjeve të grimcave të mediumit pranë sipërfaqes së substancës dhe në një thellësi h; I, I 0 - intensiteti përkatës i valës tejzanor; α- koeficienti i përthithjes, në varësi të frekuencës së valës tejzanor, temperaturës dhe vetive të mediumit.

Koeficienti i absorbimit - reciprociteti i distancës në të cilën amplituda e valës së zërit bie me një faktor "e".

Sa më i madh të jetë koeficienti i përthithjes, aq më i fortë mediumi thith ultratingullin.

Koeficienti i përthithjes (α) rritet me rritjen e frekuencës së ultrazërit. Prandaj, dobësimi i ultrazërit në medium është shumë herë më i lartë se dobësimi i një tingulli të dëgjueshëm.

Së bashku me koeficienti i përthithjes, dhe përdoren si karakteristika të përthithjes tejzanor. gjysmë-thellësia e thithjes(H), e cila lidhet me të nga një marrëdhënie inverse (H = 0,347/α).

Thellësia e gjysmë-thithjes(H) është thellësia në të cilën intensiteti i valës ultrasonike është përgjysmuar.

Vlerat e koeficientit të përthithjes dhe thellësia e gjysmëthithjes në inde të ndryshme janë paraqitur në tabelë. 5.1.

Në gazra dhe, veçanërisht, në ajër, ultratingulli përhapet me një dobësim të madh. Lëngjet dhe trupat e ngurtë (veçanërisht kristalet e vetme) janë, si rregull, përçues të mirë të ultrazërit, dhe dobësimi në to është shumë më i vogël. Kështu, për shembull, në ujë dobësimi i valëve ultrasonike, duke qenë të barabarta me gjërat e tjera, është afërsisht 1000 herë më pak se në ajër. Prandaj, zonat e përdorimit të UHF dhe UHF janë pothuajse ekskluzivisht për lëngje dhe lëndë të ngurta, dhe vetëm ULF përdoret në ajër dhe gazra.

Lirimi i nxehtësisë dhe reaksionet kimike

Thithja e ultrazërit nga një substancë shoqërohet me transferimin e energjisë mekanike në energjinë e brendshme të substancës, e cila çon në ngrohjen e saj. Ngrohja më intensive ndodh në zonat ngjitur me ndërfaqet midis mediave, kur koeficienti i reflektimit është afër unitetit (100%). Kjo për faktin se, si rezultat i reflektimit, intensiteti i valës pranë kufirit rritet dhe, në përputhje me rrethanat, rritet sasia e energjisë së absorbuar. Kjo mund të verifikohet eksperimentalisht. Është e nevojshme të lidhni një emetues me ultratinguj në një dorë të lagur. Së shpejti, një ndjesi (e ngjashme me dhimbjen nga një djegie) shfaqet në anën e kundërt të pëllëmbës, e shkaktuar nga ultratingulli i reflektuar nga ndërfaqja lëkurë-ajër.

Indet me strukturë komplekse (mushkëritë) janë më të ndjeshme ndaj ngrohjes me ultratinguj sesa indet homogjene (mëlçia). Relativisht shumë nxehtësi lëshohet në kufirin e indeve të buta dhe kockave.

Ngrohja lokale e indeve me fraksione gradë kontribuon në aktivitetin jetësor të objekteve biologjike, rrit intensitetin e proceseve metabolike. Megjithatë, ekspozimi i zgjatur mund të shkaktojë mbinxehje.

Në disa raste, ultratingulli i fokusuar përdoret për efekte lokale në strukturat individuale të trupit. Ky efekt ju lejon të arrini hipertermi të kontrolluar, d.m.th. ngrohje deri në 41-44 °C pa mbinxehje të indeve fqinje.

Një rritje e temperaturës dhe rënie të mëdha të presionit që shoqërojnë kalimin e ultrazërit mund të çojnë në formimin e joneve dhe radikalëve që mund të ndërveprojnë me molekulat. Në këtë rast, mund të ndodhin reaksione të tilla kimike që nuk janë të realizueshme në kushte normale. Efekti kimik i ultrazërit manifestohet, në veçanti, në ndarjen e një molekule uji në radikale H + dhe OH-, e ndjekur nga formimi i peroksidit të hidrogjenit H 2 O 2 .

Rrymat akustike dhe kavitacioni

Valët tejzanor me intensitet të lartë shoqërohen nga një sërë efektesh specifike. Pra, përhapja e valëve ultrasonike në gaze dhe lëngje shoqërohet me lëvizjen e mediumit, i cili quhet rrjedhje akustike (Fig. 5.5. A). Në frekuencat e intervalit UHF në një fushë tejzanor me një intensitet prej disa W / cm 2, mund të ndodhë derdhje e lëngjeve (Fig. 5.5, b) dhe duke e spërkatur për të formuar një mjegull shumë të imët. Kjo veçori e përhapjes së ultrazërit përdoret në inhalatorët tejzanor.

Ndër dukuritë e rëndësishme që lindin gjatë përhapjes së ultrazërit intensiv në lëngje është akustika. kavitacion - rritja në fushën tejzanor të flluskave nga disponueshmëria

Oriz. 5.5. a) rrjedha akustike që rrjedh nga përhapja e ultrazërit me një frekuencë prej 5 MHz në benzen; b) një shatërvan i lëngshëm i formuar kur një rreze tejzanor bie nga brenda lëngut në sipërfaqen e tij (frekuenca e ultrazërit 1,5 MHz, intensiteti 15 W / cm 2)

bërthama submikroskopike të gazit ose avullit në lëngje deri në fraksione të një mm në madhësi, të cilat fillojnë të pulsojnë me një frekuencë ultrasonike dhe shemben në një fazë presioni pozitiv. Kur flluska të gazit shemben, presione të mëdha lokale të rendit mijëra atmosfera, sferike valët e goditjes. Një veprim i tillë mekanik i fortë mbi grimcat e përmbajtura në lëng mund të çojë në një sërë efektesh, duke përfshirë ato shkatërruese, edhe pa ndikimin e veprimit termik të ultrazërit. Efektet mekanike janë veçanërisht të rëndësishme nën veprimin e ultrazërit të fokusuar.

Një pasojë tjetër e rënies së flluskave të kavitacionit është një ngrohje e fortë e përmbajtjes së tyre (deri në një temperaturë prej rreth 10,000 °C), e shoqëruar nga jonizimi dhe shpërbërja e molekulave.

Fenomeni i kavitacionit shoqërohet me gërryerje të sipërfaqeve të punës të emetuesve, dëmtim të qelizave etj. Megjithatë, ky fenomen çon gjithashtu në një sërë efektesh të dobishme. Kështu, për shembull, në zonën e kavitacionit, ndodh përzierja e zgjeruar e substancës, e cila përdoret për përgatitjen e emulsioneve.

5.3. reflektimi i ultrazërit. vizion i shëndoshë

Si me të gjitha llojet e valëve, dukuritë e reflektimit dhe përthyerjes janë të natyrshme në ultratinguj. Megjithatë, këto dukuri janë të dukshme vetëm kur dimensionet e inhomogjeniteteve janë të krahasueshme me gjatësinë e valës. Gjatësia e valës tejzanor është dukshëm më e vogël se gjatësia e valës së zërit (λ = v/v). Pra, gjatësitë e valëve të zërit dhe tejzanor në indet e buta në frekuencat përkatësisht 1 kHz dhe 1 MHz janë të barabarta: λ = 1500/1000 = 1,5 m;

1500/1.000.000 = 1.5x10 -3 m = 1.5 mm. Në përputhje me sa më sipër, një trup me madhësi 10 cm praktikisht nuk pasqyron tingullin me një gjatësi vale λ = 1,5 m, por është një reflektor për një valë tejzanor me λ = 1,5 mm.

Efikasiteti i reflektimit përcaktohet jo vetëm nga marrëdhëniet gjeometrike, por edhe nga koeficienti i reflektimit r, i cili varet nga raporti impedanca e valës x(shih formulat 3.8, 3.9):

Për vlerat e x afër 0, reflektimi është pothuajse i plotë. Kjo është një pengesë për kalimin e ultrazërit nga ajri në indet e buta (x = 3x10 -4, r= 99,88%). Nëse emetuesi tejzanor aplikohet drejtpërdrejt në lëkurën e njeriut, atëherë ekografia nuk do të depërtojë brenda, por do të reflektohet nga një shtresë e hollë ajri midis emituesit dhe lëkurës. Në këtë rast, vlera të vogla X luajnë një rol negativ. Për të eliminuar shtresën e ajrit, sipërfaqja e lëkurës mbulohet me një shtresë të një lubrifikuesi të përshtatshëm (pelte uji), i cili vepron si një mjet kalimi që redukton reflektimin. Përkundrazi, për të zbuluar inhomogjenitete në vlera të mesme, të vogla X janë një faktor pozitiv.

Vlerat e koeficientit të reflektimit në kufijtë e indeve të ndryshme janë dhënë në tabelë. 5.2.

Intensiteti i sinjalit të marrë të reflektuar varet jo vetëm nga vlera e koeficientit të reflektimit, por edhe nga shkalla e përthithjes së ultrazërit nga mediumi në të cilin ai përhapet. Thithja e një valë tejzanor çon në faktin se sinjali i jehonës i reflektuar nga një strukturë e vendosur në thellësi është shumë më e dobët se ajo e formuar pas reflektimit nga një strukturë e ngjashme e vendosur afër sipërfaqes.

Bazuar në reflektimin e valëve ultrasonike nga inhomogjenitetet vizion i zërit, përdoret në ekzaminimet mjekësore me ultratinguj (ultratinguj). Në këtë rast, ekografia e reflektuar nga inhomogjenitetet (organet individuale, tumoret) shndërrohet në dridhje elektrike dhe këto të fundit në vibrime të lehta, gjë që bën të mundur shikimin e objekteve të caktuara në ekran në një mjedis të errët ndaj dritës. Figura 5.6 tregon një imazh

Oriz. 5.6. Imazhi me ultratinguj 5 MHz i një fetusi njerëzor 17 javësh

fetusi njerëzor i moshës 17 javësh, i marrë me ultratinguj.

Një mikroskop tejzanor është krijuar në frekuenca në intervalin tejzanor - një pajisje e ngjashme me një mikroskop konvencional, avantazhi i të cilit ndaj atij optik është se studimet biologjike nuk kërkojnë ngjyrosje paraprake të objektit. Figura 5.7 tregon fotografitë e rruazave të kuqe të gjakut të marra me mikroskop optik dhe tejzanor.

Oriz. 5.7. Fotografitë e qelizave të kuqe të gjakut të marra me mikroskop optik (a) dhe ultratinguj (b).

Me një rritje të frekuencës së valëve ultrasonike, rezolucioni rritet (mund të zbulohen inhomogjenitete më të vogla), por fuqia e tyre depërtuese zvogëlohet, d.m.th. thellësia në të cilën mund të hulumtohen strukturat me interes zvogëlohet. Prandaj, frekuenca e ultrazërit zgjidhet në mënyrë që të kombinojë rezolucion të mjaftueshëm me thellësinë e kërkuar të hetimit. Pra, për një ekzaminim me ultratinguj të gjëndrës tiroide, e vendosur direkt nën lëkurë, përdoren valë 7.5 MHz, dhe për studimin e organeve të barkut përdoret një frekuencë prej 3.5-5.5 MHz. Përveç kësaj, trashësia e shtresës së yndyrës merret gjithashtu në konsideratë: për fëmijët e hollë përdoret një frekuencë prej 5,5 MHz, dhe për fëmijët me mbipeshë dhe të rriturit, një frekuencë prej 3,5 MHz.

5.4. Efekti biofizik i ultrazërit

Nën veprimin e ultrazërit mbi objektet biologjike në organet dhe indet e rrezatuara në distanca të barabarta me gjysmën e gjatësisë së valës, mund të ndodhin ndryshime presioni nga njësitë në dhjetëra atmosfera. Ndikime të tilla intensive çojnë në efekte të ndryshme biologjike, natyra fizike e të cilave përcaktohet nga veprimi i kombinuar i dukurive mekanike, termike dhe fiziko-kimike që shoqërojnë përhapjen e ultrazërit në mjedis.

Efekti i përgjithshëm i ultrazërit në indet dhe trupin në tërësi

Efekti biologjik i ultrazërit, d.m.th. Ndryshimet e shkaktuara në aktivitetin jetësor dhe strukturat e objekteve biologjike kur ekspozohen ndaj ultrazërit përcaktohen kryesisht nga intensiteti dhe kohëzgjatja e rrezatimit të tij dhe mund të kenë efekte pozitive dhe negative në aktivitetin jetësor të organizmave. Kështu, lëkundjet mekanike të grimcave që ndodhin në intensitet relativisht të ulët të ultrazërit (deri në 1,5 W/cm 2) prodhojnë një lloj mikromasazhi të indeve, i cili kontribuon në një metabolizëm më të mirë dhe një furnizim më të mirë të indeve me gjak dhe limfë. Ngrohja lokale e indeve me fraksione dhe njësi shkallësh, si rregull, kontribuon në aktivitetin jetësor të objekteve biologjike, duke rritur intensitetin e proceseve metabolike. valët ultrasonike i vogël Dhe e mesme intensitetet shkaktojnë efekte pozitive biologjike në indet e gjalla, duke stimuluar rrjedhën e proceseve normale fiziologjike.

Përdorimi i suksesshëm i ultrazërit të intensiteteve të treguara gjen zbatim në neurologji në rehabilitimin e sëmundjeve të tilla si dhimbjet e nervit shiatik kronik, poliartriti, neuriti dhe nevralgjia. Ekografia përdoret në trajtimin e sëmundjeve të shtyllës kurrizore, kyçeve (shkatërrimi i depozitave të kripës në nyje dhe kavitete); në trajtimin e komplikacioneve të ndryshme pas dëmtimit të kyçeve, ligamenteve, tendinave etj.

Ekografia me intensitet të lartë (3-10 W / cm 2) ka një efekt të dëmshëm në organet individuale dhe trupin e njeriut në tërësi. Ekografia me intensitet të lartë mund të shkaktojë

në media biologjike kavitacioni akustik i shoqëruar me shkatërrim mekanik të qelizave dhe indeve. Ekspozimi intensiv i zgjatur ndaj ultrazërit mund të çojë në mbinxehje të strukturave biologjike dhe në shkatërrimin e tyre (denatyrim i proteinave, etj.). Ekspozimi ndaj ultrazërit intensiv mund të ketë pasoja afatgjata. Për shembull, me ekspozim të zgjatur ndaj ultrazërit me një frekuencë 20-30 kHz, i cili ndodh në disa kushte prodhimi, një person zhvillon çrregullime të sistemit nervor, rritet lodhja, temperatura rritet ndjeshëm dhe ndodh dëmtim i dëgjimit.

Një ultratinguj shumë intensiv është fatal për një person. Pra, në Spanjë, 80 vullnetarë u ekspozuan ndaj motorëve turbulent tejzanor. Rezultatet e këtij eksperimenti barbar ishin të mjerueshme: 28 njerëz vdiqën, pjesa tjetër u paralizuan plotësisht ose pjesërisht.

Efekti termik i prodhuar nga ekografia me intensitet të lartë mund të jetë shumë domethënës: me rrezatim tejzanor me fuqi 4 W / cm 2 për 20 s, temperatura e indeve të trupit në një thellësi 2-5 cm rritet me 5-6 ° C. .

Për të parandaluar sëmundjet profesionale tek personat që punojnë në njësi tejzanor, kur është i mundur kontakti me burimet e dridhjeve tejzanor, është e nevojshme të përdoren 2 palë doreza për të mbrojtur duart: goma e jashtme dhe e brendshme - pambuk.

Veprimi i ultrazërit në nivel qelizor

Efektet dytësore fizike dhe kimike mund të jenë gjithashtu në themel të efektit biologjik të SHBA. Kështu, gjatë formimit të rrymave akustike, mund të ndodhë përzierja e strukturave ndërqelizore. Kavitacioni çon në thyerjen e lidhjeve molekulare në biopolimere dhe komponime të tjera jetike dhe në zhvillimin e reaksioneve redoks. Ultratingulli rrit përshkueshmërinë e membranave biologjike, duke rezultuar në një përshpejtim të proceseve metabolike për shkak të difuzionit. Një ndryshim në rrjedhën e substancave të ndryshme përmes membranës citoplazmike çon në një ndryshim në përbërjen e mjedisit ndërqelizor dhe mikromjedisit të qelizës. Kjo ndikon në shpejtësinë e reaksioneve biokimike që përfshijnë enzimat që janë të ndjeshme ndaj përmbajtjes së substancave të caktuara në mjedis.

jone të tjera. Në disa raste, një ndryshim në përbërjen e mediumit brenda qelizës mund të çojë në një përshpejtim të reaksioneve enzimatike, gjë që vërehet kur qelizat ekspozohen ndaj ultrazërit me intensitet të ulët.

Shumë enzima ndërqelizore aktivizohen nga jonet e kaliumit. Prandaj, me një rritje të intensitetit të ultrazërit, efekti i shtypjes së reaksioneve enzimatike në qelizë bëhet më i mundshëm, pasi përqendrimi i joneve të kaliumit në mjedisin ndërqelizor zvogëlohet si rezultat i depolarizimit të membranave qelizore.

Efekti i ultrazërit në qeliza mund të shoqërohet nga fenomenet e mëposhtme:

Shkelja e mikromjedisit të membranave qelizore në formën e një ndryshimi në gradientët e përqendrimit të substancave të ndryshme pranë membranave, një ndryshim në viskozitetin e mediumit brenda dhe jashtë qelizës;

Një ndryshim në përshkueshmërinë e membranave qelizore në formën e përshpejtimit të difuzionit normal dhe të lehtësuar, një ndryshim në efikasitetin e transportit aktiv, një shkelje e strukturës së membranave;

Shkelja e përbërjes së mjedisit ndërqelizor në formën e një ndryshimi në përqendrimin e substancave të ndryshme në qelizë, një ndryshim në viskozitet;

Ndryshimet në shpejtësinë e reaksioneve enzimatike në qelizë për shkak të ndryshimeve në përqendrimet optimale të substancave të nevojshme për funksionimin e enzimave.

Një ndryshim në përshkueshmërinë e membranave qelizore është një përgjigje universale ndaj ekspozimit tejzanor, pavarësisht se cili prej faktorëve tejzanor që veprojnë në qelizë dominon në një rast të veçantë.

Me një intensitet mjaft të lartë të ultrazërit, membranat shkatërrohen. Megjithatë, qelizat e ndryshme kanë rezistencë të ndryshme: disa qeliza shkatërrohen me një intensitet prej 0,1 W/cm 2, të tjera me 25 W/cm 2.

Në një gamë të caktuar intensiteti, efektet biologjike të vëzhguara të ultrazërit janë të kthyeshme. Kufiri i sipërm i këtij intervali 0,1 W/cm 2 në një frekuencë prej 0,8-2 MHz merret si prag. Tejkalimi i këtij kufiri çon në ndryshime të theksuara shkatërruese në qeliza.

Shkatërrimi i mikroorganizmave

Rrezatimi tejzanor me një intensitet që tejkalon pragun e kavitacionit përdoret për të shkatërruar bakteret dhe viruset e pranishme në lëng.

5.5. Përdorimi i ultrazërit në mjekësi: terapi, kirurgji, diagnostikim

Deformimet nën ndikimin e ultrazërit përdoren në bluarjen ose shpërndarjen e mediave.

Fenomeni i kavitacionit përdoret për të marrë emulsione të lëngjeve të papërziershme, për të pastruar metalet nga peshore dhe filma yndyrorë.

terapi me ultratinguj

Efekti terapeutik i ultrazërit është për shkak të faktorëve mekanikë, termikë, kimikë. Veprimi i tyre i përbashkët përmirëson përshkueshmërinë e membranave, zgjeron enët e gjakut, përmirëson metabolizmin, gjë që ndihmon në rivendosjen e gjendjes së ekuilibrit të trupit. Një rreze e dozuar e ultrazërit mund të përdoret për të masazhuar butësisht zemrën, mushkëritë dhe organet dhe indet e tjera.

Në otolaringologji, ekografia prek daullen e veshit, mukozën e hundës. Në këtë mënyrë kryhet rehabilitimi i rinitit kronik, sëmundjeve të kaviteteve nofulla.

FONOFOREZA - futja e barnave në inde përmes poreve të lëkurës duke përdorur ultratinguj. Kjo metodë është e ngjashme me elektroforezën, megjithatë, ndryshe nga fusha elektrike, fusha tejzanor lëviz jo vetëm jonet, por edhe i pa ngarkuar grimcat. Nën veprimin e ultrazërit rritet përshkueshmëria e membranave qelizore, e cila kontribuon në depërtimin e barnave në qelizë, ndërsa gjatë elektroforezës barnat përqendrohen kryesisht ndërmjet qelizave.

AUTOHEMOTERAPI - injeksion intramuskular i gjakut të një personi të marrë nga një venë. Kjo procedurë është më efektive nëse gjaku i marrë rrezatohet me ultratinguj para infuzionit.

Rrezatimi me ultratinguj rrit ndjeshmërinë e qelizës ndaj efekteve të kimikateve. Kjo ju lejon të krijoni më pak të dëmshme

vaksinat, pasi në prodhimin e tyre mund të përdoren përqendrime më të ulëta të kimikateve.

Ekspozimi paraprak ndaj ultrazërit rrit efektin e rrezatimit γ- dhe mikrovalës mbi tumoret.

Në industrinë farmaceutike, ultratingulli përdoret për të prodhuar emulsione dhe aerosole të disa substancave medicinale.

Në fizioterapi, ultratingulli përdoret për ekspozim lokal, i kryer me ndihmën e një emetuesi të përshtatshëm, kontakti i aplikuar përmes një baze vaji në një zonë të caktuar të trupit.

kirurgji me ultratinguj

Kirurgjia me ultratinguj është e ndarë në dy lloje, njëra prej të cilave shoqërohet me efektin e dridhjeve të zërit në inde, e dyta - me imponimin e dridhjeve tejzanor në një instrument kirurgjik.

Shkatërrimi i tumoreve. Disa emetues të montuar në trupin e pacientit lëshojnë rreze ultratinguj që fokusohen në tumor. Intensiteti i secilës rreze është i pamjaftueshëm për të dëmtuar indet e shëndetshme, por në vendin ku trarët konvergojnë, intensiteti rritet dhe tumori shkatërrohet nga kavitacioni dhe nxehtësia.

Në urologji, duke përdorur veprimin mekanik të ultrazërit, gurët thërrmohen në traktin urinar dhe kjo i shpëton pacientët nga operacionet.

Saldimi i indeve të buta. Nëse bashkoni dy enë gjaku të prera dhe i shtypni ato kundër njëra-tjetrës, atëherë pas rrezatimit formohet një saldim.

Saldimi i eshtrave(Osteosinteza me ultratinguj). Zona e thyerjes është e mbushur me ind kockor të grimcuar të përzier me një polimer të lëngshëm (ciakrinë), i cili polimerizohet shpejt nën veprimin e ultrazërit. Pas rrezatimit, formohet një saldim i fortë, i cili gradualisht shpërndahet dhe zëvendësohet nga indi kockor.

Mbivendosje e dridhjeve tejzanor në instrumentet kirurgjikale(bisturia, skedarët, gjilpërat) redukton ndjeshëm forcat prerëse, zvogëlon dhimbjen, ka një efekt hemostatik dhe sterilizues. Amplituda e lëkundjes së mjetit prerës në një frekuencë prej 20-50 kHz është 10-50 mikron. Bisturitë me ultratinguj lejojnë operacione në organet e frymëmarrjes pa hapur gjoksin,

operacionet në ezofag dhe në enët e gjakut. Duke futur një bisturi të gjatë dhe të hollë me ultratinguj në një venë, është e mundur të shkatërrohen trashjet e kolesterolit në enë.

Sterilizimi. Efekti shkatërrues i ultrazërit mbi mikroorganizmat përdoret për sterilizimin e instrumenteve kirurgjikale.

Në disa raste, ultratingulli përdoret në kombinim me ndikime të tjera fizike, për shembull, me kriogjenike, në trajtimin kirurgjik të hemangiomave dhe plagëve.

diagnostikimi me ultratinguj

Diagnostifikimi me ultratinguj është një grup metodash për studimin e një trupi të shëndetshëm dhe të sëmurë të njeriut bazuar në përdorimin e ultrazërit. Baza fizike e diagnostikimit me ultratinguj është varësia e parametrave të përhapjes së zërit në indet biologjike (shpejtësia e zërit, koeficienti i dobësimit, rezistenca e valës) nga lloji i indit dhe gjendja e tij. Metodat me ultratinguj bëjnë të mundur vizualizimin e strukturave të brendshme të trupit, si dhe studimin e lëvizjes së objekteve biologjike brenda trupit. Karakteristika kryesore e diagnostikimit me ultratinguj është aftësia për të marrë informacion rreth indeve të buta që ndryshojnë pak në densitet ose elasticitet. Metoda e ekzaminimit me ultratinguj është shumë e ndjeshme, mund të përdoret për zbulimin e formacioneve që nuk zbulohen me rreze X, nuk kërkon përdorimin e agjentëve të kontrastit, është pa dhimbje dhe nuk ka kundërindikacione.

Për qëllime diagnostikuese, përdoret një frekuencë e ultrazërit prej 0,8 deri në 15 MHz. Frekuencat e ulëta përdoren në studimin e objekteve të shtrira thellë ose në një studim të kryer përmes indit kockor, frekuencat e larta përdoren për të vizualizuar objektet afër sipërfaqes së trupit, për diagnostikimin në oftalmologji dhe në studimin e enëve të vendosura sipërfaqësisht.

Më të përdorurat në diagnostikimin me ultratinguj janë metodat e ekolokimit të bazuara në reflektimin ose shpërndarjen e sinjaleve të ultrazërit pulsues. Në varësi të mënyrës së marrjes dhe natyrës së paraqitjes së informacionit, pajisjet për diagnostikimin me ultratinguj ndahen në 3 grupe: pajisje njëdimensionale me tregues të tipit A; instrumente njëdimensionale me tregues të tipit M; instrumente dydimensionale me tregues të tipit B.

Në diagnostikimin me ultratinguj duke përdorur një pajisje të tipit A, një emetues që lëshon impulse ultratinguj të shkurtër (kohëzgjatja e rendit prej 10 -6 s) aplikohet në zonën e ekzaminuar të trupit përmes një substance kontakti. Në pauzat midis pulseve, pajisja merr impulse të reflektuara nga inhomogjenitete të ndryshme në inde. Pas amplifikimit, këto impulse vërehen në ekranin e tubit të rrezeve katodik në formën e devijimeve të rrezes nga vija horizontale. Modeli i plotë i pulseve të reflektuara quhet ekograma njëdimensionale e tipit A. Figura 5.8 tregon një ekogram të marrë nga ekoskopia e syrit.

Oriz. 5.8. Ekoskopia e syrit me metodën A:

1 - sinjal jehonë nga sipërfaqja e përparme e kornesë; 2, 3 - sinjalet e jehonës nga sipërfaqet e përparme dhe të pasme të thjerrëzës; 4 - sinjal jehonë nga retina dhe strukturat e polit të pasmë të kokës së syrit

Ekogramet e indeve të llojeve të ndryshme ndryshojnë nga njëra-tjetra në numrin e pulseve dhe amplituda e tyre. Analiza e ekogramit të tipit A në shumë raste jep informacion shtesë për gjendjen, thellësinë dhe shtrirjen e zonës patologjike.

Pajisjet njëdimensionale me tregues të tipit A përdoren në neurologji, neurokirurgji, onkologji, obstetrikë, oftalmologji dhe fusha të tjera të mjekësisë.

Në pajisjet me tregues të tipit M, pulset e reflektuara pas amplifikimit futen në elektrodën moduluese të tubit me rreze katodike dhe përfaqësohen si viza, shkëlqimi i të cilave lidhet me amplituda e pulsit dhe gjerësia me kohëzgjatjen e tij. Zhvillimi i këtyre vijave në kohë jep një pamje të strukturave individuale reflektuese. Ky lloj indikacioni përdoret gjerësisht në kardiografi. Një kardiogram me ultratinguj mund të regjistrohet duke përdorur një tub me rreze katodë me memorie ose në një magnetofon letre. Kjo metodë regjistron lëvizjet e elementeve të zemrës, gjë që bën të mundur përcaktimin e stenozës së valvulës mitrale, defekteve të lindura të zemrës etj.

Kur përdorni metodat e regjistrimit të llojeve A dhe M, transduktori është në një pozicion fiks në trupin e pacientit.

Në rastin e treguesit të tipit B, transduktori lëviz (skanon) përgjatë sipërfaqes së trupit dhe një ekogram dydimensionale regjistrohet në ekranin e tubit të rrezeve katodë, duke riprodhuar seksionin kryq të rajonit të trupit në studim.

Një variant i metodës B është multiskanim, në të cilën lëvizja mekanike e sensorit zëvendësohet me ndërrim elektrik vijues të një numri elementësh të vendosur në të njëjtën linjë. Multi-skanimi bën të mundur vëzhgimin e seksioneve të studiuara pothuajse në kohë reale. Një tjetër version i metodës B është skanimi i sektorit, në të cilin nuk ka lëvizje të ekosondës, por këndi i futjes së rrezes së ultrazërit ndryshon.

Aparatet ekografike me tregues të tipit B përdoren në onkologji, obstetrikë dhe gjinekologji, urologji, otolaringologji, oftalmologji etj. Modifikimet e aparateve të tipit B me multiskanim dhe skanim sektorial përdoren në kardiologji.

Të gjitha metodat e ekolokimit të diagnostikimit me ultratinguj lejojnë në një mënyrë ose në një tjetër regjistrimin e kufijve të rajoneve me impedanca të ndryshme valore brenda trupit.

Një metodë e re e diagnostikimit me ultratinguj - tomografia rindërtuese (ose llogaritëse) - jep një shpërndarje hapësinore të parametrave të përhapjes së zërit: koeficienti i dobësimit (modifikimi i metodës së dobësimit) ose shpejtësia e zërit (modifikimi thyes). Në këtë metodë, pjesa e hetuar e objektit tingëllon në mënyrë të përsëritur në drejtime të ndryshme. Informacioni në lidhje me koordinatat e tingullit dhe sinjalet e përgjigjes përpunohet në një kompjuter, si rezultat i të cilit një tomogram i rindërtuar shfaqet në ekran.

Kohët e fundit është prezantuar një metodë elastometria për studimin e indeve të mëlçisë si në kushte normale ashtu edhe në faza të ndryshme të mikrozës. Thelbi i metodës është si më poshtë. Sensori është instaluar pingul me sipërfaqen e trupit. Me ndihmën e një vibratori të integruar në sensor, krijohet një valë mekanike e zërit me frekuencë të ulët (ν = 50 Hz, A = 1 mm), shpejtësia e përhapjes së së cilës mbi indet e poshtme të mëlçisë vlerësohet duke përdorur ultratinguj me një frekuencë prej ν = 3,5 MHz (në fakt, ekolokimi kryhet ). Duke përdorur

moduli E (elasticiteti) i indit. Për pacientin kryhen një sërë matjesh (të paktën 10) në hapësirat ndërbrinjore në projeksionin e pozicionit të mëlçisë. Analiza e të gjitha të dhënave ndodh automatikisht, pajisja jep një vlerësim sasior të elasticitetit (dendësisë), i cili paraqitet si në formë numerike ashtu edhe me ngjyra.

Për të marrë informacion në lidhje me strukturat lëvizëse të trupit, përdoren metoda dhe pajisje, puna e të cilave bazohet në efektin Doppler. Pajisjet e tilla zakonisht përmbajnë dy elementë piezoelektrikë: një emetues tejzanor që funksionon në një mënyrë të vazhdueshme dhe një marrës të sinjaleve të reflektuara. Duke matur zhvendosjen Doppler në frekuencën e një valë tejzanor të reflektuar nga një objekt lëvizës (për shembull, nga muri i anijes), përcaktohet shpejtësia e lëvizjes së objektit reflektues (shih formulën 2.9). Pajisjet më të avancuara të këtij lloji përdorin metodën pulse-Doppler (koherente) të vendndodhjes, e cila bën të mundur izolimin e një sinjali nga një pikë e caktuar në hapësirë.

Pajisjet që përdorin efektin Doppler përdoren për të diagnostikuar sëmundjet e sistemit kardiovaskular (përkufizimi

lëvizja e pjesëve të zemrës dhe e mureve të enëve të gjakut), në obstetrikë (studimi i rrahjeve të zemrës së fetusit), për të studiuar rrjedhjen e gjakut etj.

Organet ekzaminohen përmes ezofagut, me të cilin kufizohen.

Krahasimi i "transmetimeve" me ultratinguj dhe rreze x

Në disa raste, transndriçimi tejzanor ka një avantazh ndaj rrezeve X. Kjo për faktin se rrezet X japin një imazh të qartë të indeve "të forta" në sfondin e atyre "të buta". Kështu, për shembull, kockat janë qartë të dukshme në sfondin e indeve të buta. Për të marrë një imazh me rreze X të indeve të buta në sfondin e indeve të tjera të buta (për shembull, një enë gjaku në sfondin e muskujve), ena duhet të mbushet me një substancë që thith mirë rrezet X (agjent kontrasti). Transndriçimi tejzanor, për shkak të veçorive të treguara tashmë, në këtë rast jep një imazh pa përdorimin e agjentëve të kontrastit.

Me ekzaminimin me rreze X, diferenca e densitetit diferencohet deri në 10%, me ultratinguj - deri në 1%.

5.6. Infratingulli dhe burimet e tij

infratingulli- lëkundjet dhe valët elastike me frekuenca që shtrihen nën diapazonin e frekuencave të dëgjueshme për njerëzit. Zakonisht, 16-20 Hz merret si kufiri i sipërm i intervalit infrasonik. Një përkufizim i tillë është i kushtëzuar, pasi me intensitet të mjaftueshëm, perceptimi dëgjimor ndodh edhe në frekuencat prej disa Hz, megjithëse në këtë rast karakteri tonal i ndjesisë zhduket dhe vetëm ciklet individuale të lëkundjeve bëhen të dallueshme. Kufiri i ulët i frekuencës së infratingujve është i pasigurt; aktualisht, fusha e tij e studimit shtrihet deri në rreth 0.001 Hz.

Valët infrasonike përhapen në mjediset ajrore dhe ujore, si dhe në koren e tokës (valët sizmike). Tipari kryesor i infratingullit, për shkak të frekuencës së tij të ulët, është përthithja e ulët. Kur përhapen në thellësi të detit dhe në atmosferë në nivelin e tokës, valët infrasonike me një frekuencë 10-20 Hz dobësohen në një distancë prej 1000 km me jo më shumë se disa decibel. Dihet që tingëllon

Shpërthimet vullkanike dhe shpërthimet atomike mund të shkojnë në mënyrë të përsëritur rreth globit. Për shkak të gjatësisë së madhe të valës, ka pak shpërndarje të infratingujve. Në mjediset natyrore, shpërndarje e dukshme krijohet vetëm nga objekte shumë të mëdha - kodra, male, ndërtesa të larta.

Burimet natyrore të infratingujve janë dukuritë meteorologjike, sizmike dhe vullkanike. Infratingulli gjenerohet nga luhatjet e presionit turbulent atmosferik dhe oqeanik, era, valët e detit (përfshirë valët e baticës), ujëvarat, tërmetet dhe rrëshqitjet e dheut.

Burimet e infratingujve që lidhen me aktivitetin njerëzor janë shpërthimet, të shtënat me armë zjarri, valët goditëse nga avionët supersonikë, goditjet e shtytësve të shtyllave, motorët reaktiv, etj. Infratingulli përmbahet në zhurmën e motorëve dhe pajisjeve të procesit. Dridhjet e ndërtesës të krijuara nga ngacmuesit industrialë dhe shtëpiake, si rregull, përmbajnë përbërës infrasonikë. Zhurma e transportit jep një kontribut të rëndësishëm në ndotjen e mjedisit infrasonik. Për shembull, makinat me një shpejtësi prej 100 km / orë krijojnë infratinguj me një nivel intensiteti deri në 100 dB. Në ndarjen e motorit të anijeve të mëdha, u regjistruan dridhje infrasonike, të krijuara nga motorët në punë, me një frekuencë 7-13 Hz dhe një nivel intensiteti 115 dB. Në katet e sipërme të ndërtesave të larta, veçanërisht në erëra të forta, niveli i intensitetit të infratingujve arrin

Infratingulli është pothuajse i pamundur të izolohet - në frekuenca të ulëta, të gjitha materialet që thithin zërin pothuajse plotësisht humbasin efektivitetin e tyre.

5.7. Ndikimi i infratingullit tek njerëzit. Përdorimi i infratingullit në mjekësi

Si rregull, infratingulli ka një efekt negativ tek një person: shkakton një humor të dëshpëruar, lodhje, dhimbje koke, acarim. Një person i ekspozuar ndaj infratingujve me intensitet të ulët zhvillon simptoma të "sëmundjes së detit", të përziera, marramendje. Ka dhimbje koke, shtohet lodhja, dobësohet dëgjimi. Në një frekuencë prej 2-5 Hz

dhe një nivel intensiteti 100-125 dB, reagimi subjektiv reduktohet në një ndjenjë presioni në vesh, vështirësi në gëlltitje, modulim të detyruar të zërit dhe vështirësi në të folur. Ndikimi i infratingullit ndikon negativisht në shikim: funksionet vizuale përkeqësohen, mprehtësia e shikimit zvogëlohet, fusha e shikimit ngushtohet, aftësia akomoduese dobësohet dhe stabiliteti i fiksimit të objektit të vëzhguar nga syri është i shqetësuar.

Zhurma në një frekuencë prej 2-15 Hz në një nivel intensiteti prej 100 dB çon në një rritje të gabimit të gjurmimit të treguesve të shigjetave. Ka një shtrëngim konvulsiv të zverkut të syrit, një shkelje e funksionit të organeve të ekuilibrit.

Pilotët dhe kozmonautët e ekspozuar ndaj infratingujve gjatë stërvitjes ishin më të ngadaltë në zgjidhjen edhe të problemeve të thjeshta aritmetike.

Ekziston një supozim se anomalitë e ndryshme në gjendjen e njerëzve në mot të keq, të shpjeguara me kushtet klimatike, në fakt janë rezultat i ekspozimit ndaj valëve infrasonike.

Me intensitet mesatar (140-155 dB), mund të ndodhë të fikët dhe humbje e përkohshme e shikimit. Me intensitet të lartë (rreth 180 dB), paraliza mund të ndodhë me një përfundim fatal.

Supozohet se ndikimi negativ i infratingullit është për faktin se frekuencat e lëkundjeve natyrore të disa organeve dhe pjesëve të trupit të njeriut shtrihen në rajonin infrasonik. Kjo shkakton fenomene të padëshiruara të rezonancës. Ne tregojmë disa frekuenca të lëkundjeve natyrore për një person:

Trupi i njeriut në pozicionin e prirur - (3-4) Hz;

Gjoks - (5-8) Hz;

Kaviteti i barkut - (3-4) Hz;

Sytë - (12-27) Hz.

Efekti i infratingullit në zemër është veçanërisht i dëmshëm. Me fuqi të mjaftueshme, ndodhin lëkundje të detyruara të muskujve të zemrës. Në rezonancë (6-7 Hz), amplituda e tyre rritet, gjë që mund të çojë në hemorragji.

Përdorimi i infratingullit në mjekësi

Vitet e fundit, infratingulli është përdorur gjerësisht në praktikën mjekësore. Pra, në oftalmologji, valët infratinguj

me frekuenca deri në 12 Hz përdoren në trajtimin e miopisë. Në trajtimin e sëmundjeve të qepallave, infratingulli përdoret për fonoforezë (Fig. 5.9), si dhe për pastrimin e sipërfaqeve të plagëve, për përmirësimin e hemodinamikës dhe rigjenerimit në qepalla, masazh (Fig. 5.10) etj.

Figura 5.9 tregon përdorimin e infratingullit për të trajtuar një anomali në zhvillimin e kanaleve lacrimal tek të porsalindurit.

Në një nga fazat e trajtimit, masazhohet qesja lacrimal. Në këtë rast, gjeneratori i infratingullit krijon presion të tepërt në qesen lacrimal, i cili kontribuon në këputjen e indit embrional në kanalin lacrimal.

Oriz. 5.9. Skema e fonoforezës infrasonike

Oriz. 5.10. Masazh i qeses lacrimal

5.8. Konceptet dhe formulat bazë. tabelat

Tabela 5.1. Koeficienti i përthithjes dhe gjysma e përthithjes në një frekuencë prej 1 MHz

Tabela 5.2. Koeficienti i reflektimit në kufijtë e indeve të ndryshme

5.9. Detyrat

1. Pasqyrimi i valëve nga inhomogjenitete të vogla bëhet i dukshëm kur dimensionet e tyre tejkalojnë gjatësinë e valës. Vlerësoni madhësinë minimale d të një guri në veshka që mund të zbulohet me anë të diagnostikimit me ultratinguj në një frekuencë ν = 5 MHz. Shpejtësia e valëve ultrasonike v= 1500 m/s.

Zgjidhje

Le të gjejmë gjatësinë e valës: λ \u003d v / ν \u003d 1500 / (5 * 10 6) \u003d 0,0003 m \u003d 0,3 mm. d > λ.

Përgjigje: d > 0,3 mm.

2. Në disa procedura fizioterapeutike përdoret frekuenca e ultrazërit ν = 800 kHz dhe intensiteti I = 1 W/cm 2. Gjeni amplituda e vibrimit të molekulave të indeve të buta.

Zgjidhje

Intensiteti i valëve mekanike përcaktohet me formulën (2.6)

Dendësia e indeve të buta ρ « 1000 kg/m 3 .

frekuenca rrethore ω \u003d 2πν ≈ 2x3.14x800x10 3 ≈ 5x10 6 s -1;

shpejtësia e ultrazërit në indet e buta ν ≈ 1500 m/s.

Është e nevojshme të konvertohet intensiteti në SI: I \u003d 1 W / cm 2 \u003d 10 4 W / m 2.

Duke zëvendësuar vlerat numerike në formulën e fundit, gjejmë:

Një zhvendosje kaq e vogël e molekulave gjatë kalimit të ultrazërit tregon se veprimi i tij manifestohet në nivel qelizor. Përgjigje: A = 0,023 µm.

3. Pjesët e çelikut kontrollohen për cilësi me një detektor tejzanor të defekteve. Në çfarë thellësie h në pjesë është zbuluar një çarje dhe sa është trashësia d e pjesës nëse dy sinjale të reflektuara janë marrë pas emetimit të një sinjali tejzanor pas 0,1 ms dhe 0,2 ms? Shpejtësia e përhapjes së një valë tejzanor në çelik është e barabartë me v= 5200 m/s.

Zgjidhje

2h = tv →h = tv/2. Përgjigje: h = 26 cm; d = 52 cm.