Ultrazvukové vlny sú zvukové vlny , ktoré sú nad hranicou ľudského sluchu . Typicky , ľudia môžu počuť zvukové vlny , medzi 16 Hz a 16 kilohertz , ale ultrazvuk je v rozmedzí od 20 až do 10 kilohertz megahertzov . Lekárske zobrazovanie umožňuje rozsiahle použitie ultrazvuku , ale ultrazvuk má tiež úlohu v chemické pokusy . Ultrazvukové prevodníky
ultrazvukový snímač je zariadenie , ktoré prevádza elektrickú energiu na energiu zvuku . Pracujú s použitím striedavého prúdu do piezoelektrického materiálu , ako je kremeň , vložené medzi dve kovové chladiča . To spôsobí , že piezoelektrický materiál rýchlo vibrujú a generuje ultrazvuk . Celým
ultrazvuk používa sa vo väčšine experimentov sa líši od ultrazvuku používané v lekárskych zobrazovacích situácií , ako je tehotenstvo preverovanie . Prvý z nich je nižšia frekvencia , zatiaľ čo druhý je vyššia frekvencia a bezpečný pre použitie v zdravotníctve .
Kavitačný bublín a Sonoluminescence
Ultrazvukové vlny prechádzajúce kvapaliny vytvoriť striedanie oblastí vysokého a nízkeho tlaku . Nízky tlak spôsobuje malé kavitačný bubliny tvoriť , ktorý potom rozťahujú a zmršťujú , pretože oscilačných ultrazvukových vĺn . Kvapalina sa vyparuje do bubliny dutín , vyplnenie bublinu s parou a plyny rozpustené v tekutom difúzny do bublín .
Nakoniec , kavitácie bubliny kolaps a implózii , vytvára rázovú vlnu , ktorá subjektov obsah bublín do teplôt a tlakov až do 5000 a 1000 kelvinov atmosférou , resp . celým
Tieto podmienky spôsobujú jedinečné chemické reakcie , ktoré by za normálnych okolností dochádza v laboratóriu , ako je napríklad , keď sonoluminescence zrútenia bubliny vyžarovať svetlo . Podmienky vnútri kolabujúcej bubliny vytvoriť veľmi krátke trvanie a ťažko identifikovať vzrušené molekuly a ióny , ktoré sa zbaviť svojej nadbytočnej energie vo forme svetla .
Ultrazvukové čistenie
Ultrazvuk môže byť použitý na čistenie predmetov , ako sú šperky . Kavitačný bubliny vytvorené ultrazvukové zrútenie na povrchu predmetov ponorené v kvapaline . Keď sa zrúti , že “ lietadlo “ na povrch a vyčistite povrch v procese .
Môžete vidieť tento efekt tým , že umiestni kus alobalu do ultrazvukového kúpeľa . Pripojte ultrazvukový menič na spodnej strane kovovej nádoby , ako plechovka , a naplňte ju vodou . Zapnite snímač a drží kus alobalu vo vode asi 10 sekúnd . Zdvihnite fólie na jasnom svetle vidieť mnoho drobných dier udrel do fólie o vybočenie a tryskanie kavitačných bublín .
Vytvorenie emulzia nemiešateľných kvapalín
Niektoré kvapaliny , ako je napríklad olej a voda , nemiešajte navzájom aj s intenzívneho miešania . Tieto kvapaliny sú “ nekompatibilné . “ Kavitačný bubliny vytvorené ultrazvukové meniče môžu byť použité na vytvorenie emulzie dvoch nemiešateľných kvapalín , v ktorom jeden z nemiešateľných kvapalín suspendovaného v druhej . Obe kvapaliny sa nakoniec oddeliť , ale to bude pomalšie , než keby ste zmiešané je ručne .
Pridať rovnakých dielov varenie olej a vodu do pohára . Zmiešajte nemiešateľných kvapalín pretrepaním pohári rúk , a potom nechať oddeliť . Zaznačte čas , aby došlo k úplnej oddelenie , a potom vložte ultrazvukový menič do oleja a vody . Zapnite ho vytvoriť emulzie . Opäť nechajte dve kvapaliny oddeliť a zaznamenať čas dôjsť k úplnej oddelenie . Emulzia vytvorené ultrazvukom bude trvať dlhšie , než sa oddelí .