Infrasound ve ultrason uygulaması. Ultrason uygulamaları Infrasound ve ultrasonun kullanıldığı yerler

Ses dalgaları arasında insan kulağının algılayamadığı dalgalar da vardır. Bunlar infrasound ve ultrasondur. Doğada, duyulabilen ses kadar yaygındırlar.

Duyduğumuz sesler 16-20.000 Hz aralığındadır. 16 Hz'nin altındaki tüm ses dalgalarına denir. kızılötesi . Ve frekansı 20.000 Hz'in üzerinde olan sesler dikkate alınır. ultrason .

kızılötesi

İnfrasonik aralığın üst sınırı, 16 Hz'lik bir frekans olarak kabul edilir. Ve 0.001 Hz frekansı şartlı olarak düşük olan olarak alınır.

Doğal kızılötesi kaynaklar volkanik patlamalar, yıldırım deşarjları, depremler, kasırgalar ve fırtınalar sırasındaki kuvvetli rüzgarlar vb. olabilir. Filler ve balinalar infrasound yayarlar.

Teknojenik kaynaklar - büyük silahların atışları, su altı, yeraltı ve yer patlamaları, jet uçaklarının çalışan motorları, ağır makine aletleri, türbinler, gemi motorları vb.

İşitilebilir sesin karakteristik tüm kalıpları aynı zamanda infrasound için de geçerlidir. Ancak salınımlarının frekansı küçük olduğu için kendine has özellikleri vardır.

Eşit güçte, infrasound, duyulabilir sesten çok daha büyük bir genliğe sahiptir.

Infrasonik dalga ortam tarafından zayıf bir şekilde emilir, bu nedenle atmosferde, suda ve yer kabuğunda çok uzun mesafelerde yayılabilir. Özel aletlerle kızılötesi yakalama, güçlü bir patlamanın, depremin merkez üssünü çok doğru bir şekilde belirleyebilir ve bir tsunaminin görünümünü tahmin edebilir. Suda, kızılötesi ses yüzlerce kilometre öteden tespit edilebilir. Bu nedenle, balıkçılar onu balık okulları bulmak için kullanırlar.

Uzun bir dalga boyuna sahip olan infrasound, normal sesi geciktiren engellerin etrafından kolayca geçer. Onunla savaşmak çok zordur. Çeşitli ses yutuculardan, ses yalıtkanlarından etkilenmez. Tesislere kolayca nüfuz eder.

Rezonans nedeniyle büyük nesnelerin titreşimine neden olur. Fizik derslerinde, genellikle bir asker bölüğünün adım adım yürüdüğü bir köprünün nasıl çöktüğü hakkında bir hikaye anlatılır. Adımlarının frekansı yaklaşık 1 Hz idi. Ve köprünün kendisinin salınım frekansıyla rezonansa girdiler.

Infrasonik dalgalar sağlayabilir olumsuz etki insan vücudunda. Organlarımız düşük bir frekansta çalışır. Kalp atış hızı yaklaşık 1 Hz, akciğerler - 0.3-0.5 Hz. Infrasound kalp, beyin, mide ve karaciğer, endokrin sistem, vestibüler aparatın rezonansına neden olabilir. Rock müziğin vücudumuzdaki heyecan verici etkisi, davul, bas gitar vb.

Bir kişi kızılötesi algılamaz. Ama hayvanlar bunu iyi hissediyor. Kediler depremden önce evi terk eder, kuşlar fırtınadan önce ötmeyi bırakır, denizanaları fırtınadan önce denize açılır. Sıçanlar batan bir gemiden kaçtıkları için mi, geminin fırtınalı denizin frekansıyla nasıl rezonansa girdiğini hissettikleri için mi? Bermuda Şeytan Üçgeni bölgesinde bulunan gemilerin, denizde oluşan infrasound etkisi altında mürettebat tarafından terk edilmiş olması mümkündür.

ultrason

Infrasound gibi, ultrason da insan işitme aralığının ötesindedir. Fiziksel olarak sesten farklı değildir. Ancak yüksek frekans ve dolayısıyla küçük dalga boyu nedeniyle özel özelliklere sahiptir.

Işık gibi, ultrason da kesinlikle yönlendirilmiş ışınlar oluşturabilir. Işık demetleri gibi, iki ortam arasındaki arayüzde yansır ve kırılırlar. Bu süreç geometrik optik yasalarına uyar. İçbükey aynalar yardımıyla ultrasonik dalgalar belirli bir yöne yönlendirilebilir.

Ultrasonik dalgalar gazlarda hızla zayıflatılır. Ve sıvılar ve katılar, aksine, ultrasonun iyi iletkenleridir.

Ultrason frekansı ne kadar yüksek olursa, yoğunluğu o kadar büyük olur. Bu nedenle, etki ettiği katılar hızlı bir şekilde ısıtılır. En küçük kabarcıklar, sıvılarda yüzlerce hatta binlerce atmosfere kadar kısa süreli bir basınç artışıyla oluşur. Bu fenomene denir kavitasyon.

Ultrasonik radyasyon, maddelerin çözünürlüğünü ve kimyasal reaksiyonların seyrini etkiler.

Doğada ultrason, rüzgarın, yağmurun, şelalenin doğal seslerinde ve gök gürültüsü seslerinde bulunur. Ultrasonik dalgalar yunusları, balinaları, kemirgenleri ve yarasaları yayabilir. Yunuslar bulanık suda bile güvenle yol alır, ultrasonik sinyaller gönderir ve engellerden yansıyan bir sinyal alır. Yarasalar iyi göremezler. Gönderdikleri ultrasonların yardımıyla uçuşta yön bulur ve avlarını yakalarlar. Bazı böcek ve güve türleri, yarasaların yaydığı ultrasonu algılayabilir. Bunu duyunca hemen yere düşerler ve donarlar.

Ultrason yayıcılar 2 gruba ayrılabilir: mekanik ve elektromekanik.

Mekanik yayıcılar - akort çatalları, sirenler, hava ve sıvı ıslıkları. Genelde alarm cihazlarında kullanılırlar.

Elektromekanik yayıcılar, elektrik titreşimlerini, ses dalgalarını çevreye yayan katı bir gövdenin mekanik titreşimlerine dönüştürür.

Ultrason kaynağı olan cihazlar gemilere ve denizaltılara kurulur. Onların yardımıyla derinliği belirleyebilir, denizaltıları arayabilir, periskop olmadan torpido saldırıları gerçekleştirebilirsiniz.

Metal parçalar, döküm sonrası ultrason ile içlerinde çatlak olup olmadığı incelenir ve alüminyum ürünler lehimlenir. Alüminyumun yüzeyi her zaman sıradan bir havya ile yok edilemeyen yoğun bir oksit film tabakası ile kaplanır. Ve ultrasonik havya bunu yaptı. Sadece ısınmakla kalmaz, aynı zamanda 20 kHz frekanslı bir salınım kaynağıdır.

Bir kaba konulan iki sıvı, normal şartlarda karıştırılamayan ultrason ile muamele edilirse bir emülsiyon oluştururlar. Bu sayede modern endüstride vernikler, boyalar, farmasötik ürünler ve kozmetikler elde edilmektedir.

Tıpta en yaygın kullanılan ultrason. Dokuyu onarmaya ve yaraları iyileştirmeye yardımcı olur. Tedavisi zor olan trofik ülserler bile ultrason tedavisinden sonra iyileşir. Yardımı ile ödem daha hızlı iyileşir ve kırıklar birlikte büyür. Analjezik ve antispazmodik etkilere sahip olabilir. İç organlarda modern operasyonlar özel bir ultrasonik bıçakla gerçekleştirilir.

Mikroplar ultrason etkisi altında ölür. Bu nedenle yıkama solüsyonunda tıbbi aletlerle tedavi edilirler. Bu, dezenfeksiyon süresini azaltmanıza ve bulaşıcı ajanları çok küçük ve derin deliklerden bile çıkarmanıza olanak tanır.

Ultrason olmadan modern teşhis hayal etmek imkansızdır. Ultrason muayenesi, vücuttaki organ ve dokuların durumu hakkında bilgi edinilmesinin yanı sıra damarlardaki akışların incelenmesini sağlar.

Ultrason, insan işitme sınırının üzerindeki bir aralığın sesidir, yani. 20 kHz'in üzerinde bir ses dalgası frekansı ile.

Infrasound, insan işitme sınırının altındaki bir aralığın sesidir, yani. 20 Hz'den daha düşük bir ses dalgası frekansı ile.

Ultrason, kızılötesi ve adam

Son zamanlarda, üretimde ultrason enerjisinin kullanımına dayalı teknolojik süreçler giderek daha yaygın hale geldi. Ultrason tıpta da uygulama bulmuştur. Çeşitli ünitelerin ve makinelerin ünite güçlerinin ve hızlarının büyümesiyle bağlantılı olarak, ultrasonik frekans aralığı dahil olmak üzere gürültü seviyeleri artmaktadır.

Mekanik titreşimlere ultrason denir. elastik ortam-20 kHz işitme üst sınırını aşan bir frekans ile. Ses basınç seviyesinin birimi dB'dir. Ultrasonik yoğunluk için ölçüm birimi, santimetre kare başına watt'tır (W/cm2).

Ultrasonik bir alet, iş parçaları veya ultrasonik titreşimlerin uyarıldığı ortamla doğrudan temas yoluyla iletildiğinden, ultrasonun esas olarak vücut üzerinde yerel bir etkisi vardır. Ultrasonik düşük frekanslı endüstriyel ekipmanların ürettiği ultrasonik titreşimler, insan vücudu üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Havadaki ultrasona uzun süreli sistematik maruz kalma, sinir, kardiyovasküler ve endokrin sistemlerde, işitsel ve vestibüler analizörlerde değişikliklere neden olur. En karakteristik, vegetovasküler distoni ve astenik sendromun varlığıdır.

Değişikliklerin ciddiyet derecesi, ultrasona maruz kalmanın yoğunluğuna ve süresine bağlıdır ve spektrumda yüksek frekanslı gürültü varlığında artar, buna belirgin bir işitme kaybı eklenir. Ultrason ile sürekli temas halinde bu bozukluklar daha kalıcı hale gelir.

Lokal ultrasonun etkisi altında, ellerin ve önkolların parezi, vejetatif-vasküler disfonksiyon gelişimine kadar değişen şiddette ellerin (bacakların daha az sıklıkla) vejetatif polinöriti fenomeni vardır.

Ultrason etkisi altında vücutta meydana gelen değişikliklerin doğası, maruz kalma dozuna bağlıdır.

Küçük dozlar - ses seviyesi 80-90 dB - uyarıcı bir etki verir - mikro masaj, metabolik süreçlerin hızlanması. Büyük dozlar - 120 dB veya daha fazla ses seviyesi - çarpıcı bir etki verir.

Ultrasonik tesisatlarda hizmet veren kişiler üzerinde ultrasonun olumsuz etkilerinin önlenmesinin temeli hijyenik düzenlemedir.

GOST 12.1.01-89 "Ultrason. Genel güvenlik gereksinimleri", "Endüstriyel ultrasonik tesisatlarda çalışmak için sıhhi normlar ve kurallar" (No. 1733-77), duyulabilir seslerin yüksek frekanslı bölgesindeki ses basınç seviyeleri ve işyerlerindeki ultrasonlar sınırlıdır (12,5 ila 100 kHz arasında üçte bir oktav bantlarının geometrik ortalama frekanslarında 80 ila 110 dB).

Temas yoluyla iletilen ultrason, 2282-80 sayılı "Temas yoluyla işçilerin ellerine iletilen ultrasonlar oluşturan ekipmanlarla çalışmak için sıhhi normlar ve kurallar" tarafından düzenlenir.

Ultrasonun teknolojik tesislerin operatörlerinin vücudu, tıbbi ve teşhis odaları personeli üzerindeki olumsuz etkilerini önlemeye yönelik önlemler, öncelikle teknik önlemlerin alınmasından oluşur. Bunlar, uzaktan kumandalı otomatik ultrasonik ekipmanın oluşturulmasını; işyerlerinde gürültü ve ultrason yoğunluğunun 20-40 dB azaltılmasına yardımcı olan, mümkün olduğunca düşük güçlü ekipmanların kullanılması; ekipmanın ses geçirmez odalara veya uzaktan kumandalı ofislere yerleştirilmesi; kauçuk, gürültü önleyici mastik ve diğer malzemelerle kaplanmış, çelik sac veya duraluminden yapılmış ses yalıtım cihazları, kasalar, ekranlar.

Ultrasonik kurulumları tasarlarken, işitilebilir aralıktan en uzak olan - 22 kHz'den düşük olmayan - çalışma frekanslarının kullanılması tavsiye edilir.

Sıvı ve katı ortamla temas sırasında ultrasona maruz kalmayı önlemek için, temasın mümkün olduğu işlemler sırasında (örneğin malzemeleri yükleme ve boşaltma) ultrasonik dönüştürücüleri otomatik olarak kapatacak bir sistem kurmak gerekir. Elleri ultrasonun temas eyleminden korumak için, titreşimi izole eden bir tutamağa sahip özel bir çalışma aleti kullanılması tavsiye edilir.

Üretim nedenleriyle gürültü seviyesini ve ultrason yoğunluğunu kabul edilebilir değerlere düşürmek mümkün değilse, kişisel koruyucu ekipman - gürültü önleyiciler, pamuklu astarlı lastik eldivenler vb.

Teknoloji ve araçların gelişimine, teknolojik süreçlerin ve ekipmanın iyileştirilmesine, makinelerin gücünde ve boyutlarında bir artış eşlik etmekte, bu da spektrumlardaki düşük frekanslı bileşenlerin artma eğilimine ve bir infrasound görünümüne yol açmaktadır. üretim ortamında nispeten yeni, tam olarak anlaşılmamış faktör.

Infrasound'a sık sık gelen akustik titreşimler denir! 20 Hz'nin altında. Bu frekans aralığı, işitilebilirlik eşiğinin altındadır ve insan kulağı bu frekansların titreşimlerini algılayamaz.

Üretim infrasosu, işitilebilir frekansların gürültüsü ile aynı süreçlerden dolayı ortaya çıkar. Infrasonik titreşimlerin en büyük yoğunluğu, düşük frekanslı mekanik titreşimler (mekanik kökenli kızılötesi) veya türbülanslı gaz ve sıvı akışları (aerodinamik veya hidrodinamik kökenli kızılötesi) gerçekleştiren geniş yüzeylere sahip makineler ve mekanizmalar tarafından oluşturulur.

Endüstriyel ve ulaşım kaynaklarından gelen maksimum düşük frekanslı akustik salınım seviyeleri 100-110 dB'ye ulaşır.

Kızılötesi sesin vücut üzerindeki biyolojik etkisine ilişkin çalışmalar, 110 ila 150 dB veya daha fazla bir düzeyde, insanlarda hoş olmayan öznel duyumlara ve merkezi sinir, kardiyovasküler ve solunum sistemlerindeki değişiklikleri içeren çok sayıda reaktif değişikliğe neden olabileceğini göstermiştir. vestibüler analizör. Infrasound'un temel olarak düşük ve orta frekanslarda işitme kaybına neden olduğuna dair kanıtlar vardır. Bu değişikliklerin şiddeti, infrasound yoğunluğunun düzeyine ve faktörün süresine bağlıdır.

İş Yerlerinde Infrasound İçin Hijyenik Standartlar (No. 2274-80) uyarınca, spektrumun doğasına göre infrasound geniş bant ve harmonik olarak ikiye ayrılır. Spektrumun harmonik yapısı, oktav frekans bantlarında bir banttaki seviyenin komşu bantlara göre en az 10 dB aşılmasıyla sağlanır.

Zamansal özelliklere göre, infrasound kalıcı ve kalıcı olmayan olarak ayrılır.

İşyerlerinde kızılötesi sesin normalleştirilmiş özellikleri, geometrik ortalama frekansları 2, 4, 8, 16 Hz olan oktav frekans bantlarında desibel cinsinden ses basıncı seviyeleridir.

İzin verilen ses basınç seviyeleri 2, 4, 8, 16 Hz oktav bantlarında 105 dB ve 31,5 Hz oktav bandında 102 dB'dir. Bu durumda toplam ses basınç seviyesi 110 dB Lin'i geçmemelidir.

Aralıklı infrasound için normalleştirilmiş karakteristik, genel ses basıncı seviyesidir.

Infrasound ile mücadelenin en etkili ve pratik olarak tek yolu onu kaynağında azaltmaktır. Yapıları seçerken, yüksek sertlikte küçük boyutlu makineler tercih edilmelidir, çünkü geniş bir alana sahip düz yüzeyli ve düşük sertliğe sahip yapılarda, ses ötesi üretmek için koşullar yaratılır. Oluşum kaynağında kızılötesi ile mücadele, teknolojik ekipmanın çalışma modunu değiştirme yönünde yapılmalıdır - hızını artırma (örneğin, dövme ve presleme makinelerinin çalışma vuruşlarının sayısını artırma, böylece ana tekrarlama oranı. güç darbeleri infrasonik aralığın dışındadır).

Aerodinamik süreçlerin yoğunluğunu azaltmak için önlemler alınmalıdır - trafik hızını sınırlamak, sıvıların çıkış hızını azaltmak (uçak ve roket motorları, içten yanmalı motorlar, termik santrallerin buhar deşarj sistemleri vb.).

Yayılma yollarında infrase karşı mücadelede, girişim tipi susturucular, genellikle infrasound spektrumunda ayrı bileşenlerin varlığında belirli bir etkiye sahiptir.

Son zamanlarda gerçekleştirilen rezonans tipi soğurucularda doğrusal olmayan süreçlerin akışının teorik olarak doğrulanması, düşük frekans bölgesinde etkili olan ses emici paneller ve muhafazalar tasarlamanın gerçek yollarını açar.

Kişisel koruyucu ekipman olarak kulaklık, kulak tıkacı, kulağı eşlik eden gürültünün olumsuz etkilerinden koruyan kulak tıkaçlarının kullanılması tavsiye edilir.

Örgütsel planın önleyici tedbirleri, çalışma ve dinlenme rejimine uyumu, fazla mesai yasağını içermelidir. Ultrason ile temas, çalışma süresinin %50'sinden fazla ise, her 1,5 saatlik çalışmada 15 dakikalık aralar önerilir. Bir fizyoterapötik prosedürler kompleksi önemli bir etki sağlar - masaj, UT-ışınlama, su prosedürleri, vitaminizasyon vb.

Yunus sonarı.

Yunusun alışılmadık şekilde gelişmiş bir işitme duyusuna sahip olduğu on yıllardır bilinmektedir. Beynin işitsel işlevlerden sorumlu bölümlerinin hacimleri, bir insanınkinden on (!) kat daha büyüktür (beynin toplam hacminin yaklaşık olarak aynı olmasına rağmen). Yunus, bir insandan (15-18 kHz'e kadar) 10 kat daha yüksek (150 kHz'e kadar) ses titreşimlerinin frekanslarını algılayabilir ve gücü erişilebilir seslerden 10-30 kat daha düşük olan sesleri duyar. yunusun görme yeteneği ne kadar iyi olursa olsun, suyun şeffaflığının düşük olması nedeniyle yetenekleri sınırlıdır. Bu nedenle yunus çevre hakkında temel bilgileri işiterek alır. Aynı zamanda aktif bir konum kullanır: Çıkardığı sesler çevresindeki nesnelerden yansıdığında oluşan yankıyı dinler. Yankı ona yalnızca nesnelerin konumu hakkında değil, aynı zamanda boyutları, şekli ve malzemesi hakkında da doğru bilgiler verir. Başka bir deyişle, işitme, yunusun etrafındaki dünyayı görmesinden daha iyi, hatta daha iyi algılamasını sağlar.

İnsan işitmesi, zaman aralıklarını saniyenin yüzde biri (10 ms) ile ayırt etmenizi sağlar. Yunuslar ise saniyenin on binde biri (0,1-0,3 ms) aralıklarını ayırt eder. Aynısı, diğer test seslerinin etkisi altında da gözlenir. Aralarındaki aralık yalnızca 0,2-0,3 ms (insanlarda, birkaç ms) olduğunda iki kısa ses darbesi birinden farklıdır. Ses hacminin titreşimleri, frekansları 2 kHz'e (insanlarda - 50-70 Hz) yaklaştığında tepkilere neden olur.

Yarasa sonarları.

Doğa, yarasalara 20.000 hertz'in üzerinde bir salınım frekansına sahip sesler, yani insan kulağına erişilemeyen ultrasonlar yapma yeteneğine sahiptir. Yarasa bulucu son derece hassas, güvenilir ve ultra minyatürdür. Her zaman çalışır durumda ve tüm insan yapımı konumlama sistemlerinden kat kat daha verimli. Böyle bir ultrasonik "görüş" yardımıyla, yarasalar karanlıkta 0.12-0.05 mm çapında gerilmiş bir tel tespit eder, birçok sesin arka planına karşı gönderilen sinyalden 2000 kat daha zayıf bir yankı alır parazit, yararlı bir ses, yani yalnızca ihtiyaç duydukları aralıkta yayabilirler.

Yarasalar 50.000-60.000 Hz yüksekliğinde sesler çıkarır ve bunları algılar. Bu, görüşleri kapalıyken bile nesnelerle çarpışmayı önleme yeteneklerini açıklar (radar ilkesi). Normal insan kulağı, menzili içinde tüm tonları aralıksız olarak sürekli olarak algılar.

Yarasalarda, ultrasonlar genellikle sıradan bir düdüğü andıran gırtlaktan kaynaklanır. Akciğerlerden solunan hava, girdaplar halinde döner ve sanki bir patlamayla dışarı atılmış gibi bir güçle dışarı çıkar. Gırtlaktan geçen havanın basıncı, bir buhar kazanının iki katıdır! Üstelik yayılan sesler çok yüksek: eğer onları yakalarsak, yakın mesafeden bir savaş uçağı motorunun kükremesi olarak algılardık. Keşif ultrasonları yayıldığında kulaklarını kapatan kasları olduğu için yarasalar sağır olmazlar. Kulakların güvenliği, tasarımlarının mükemmelliği ile garanti edilir: maksimum tekrarlama darbesi hızında - saniyede 250 - bir yarasanın kulağındaki kapağın saniyede 500 kez açılıp kapanma süresi vardır.

Sesin hızı hızlı kanatlanan kuşların bile hızından çok daha yüksek olduğu için uçuş sırasında da ekolokasyon kullanılabilir. En mükemmel konum belirleyici, av sırasında büyük bir hız geliştiren ve havada sürekli akrobasi yapan yarasalardır. "Yer bulucu" işitme kalitesi, avlanmanın sonuçlarıyla kanıtlanmıştır: sivrisinekler, ortalar ve sivrisinekler için 15 dakika içinde avlanan en küçük yırtıcılar ağırlıklarını yüzde 10 artırır. "Navigasyon cihazı" o kadar hassastır ki, sadece 0,1 milimetre çapında mikroskobik olarak küçük bir nesneyi bulabilir. Yarasa ekolokatörleri araştırmacısı Donald Griffin (bu arada onlara bu ismi veren kişi), yankı iskandili olmasaydı, bütün gece bile ağzı açık uçarak yarasanın yakalanacağına inanıyor. şans yasası, tek bir sivrisinek.

Diğer doğal sonarlar.

Sonarlar ayrıca bir dizi başka hayvan türünde de mevcuttur. Sperm balinaları, onları derin deniz kalamar kümelerini aramak için kullanan onlara sahiptir. Sperm balinası sonarı, "5 m uzunluğa kadar ve hayvanın vücudunun neredeyse üçte birini kaplayan bir tür uzun menzilli toptur. Amerika'da yaşayan guajaro kuşlarında ekolokasyon bulundu. Sonarları, yarasalar ve yunuslarınkinden daha az kusursuzdur. 1500 ila 2500 Hz aralığında nispeten düşük frekanslarda çalışırlar.Bu nedenle, guajaro karanlıkta küçük nesneleri fark etmez.Guajaro mağaralarında çok gürültülüdür.Kuşlar, ağlamayı ve inlemeyi anımsatan uğursuz delici çığlıklar yayarlar. , alışılmamış bir kulak için katlanılması zor.

Ekolokasyon, Endonezya ve Pasifik Adaları'nda yaşayan Salangan kaymaları tarafından da kullanılır. Farklı salangan türlerinde sonarlar farklı frekanslarda çalışır: 2000 ila 7000 Hz. Bir kuş oturduğunda ekolokasyon cihazının çalışmaması ilginçtir; konum darbeleri yalnızca uçuş sırasında gönderilir (kanat çırparken). Salangan sonarı da ışıkta çalışmıyor.

İlginç

Kulağımız çeşitli frekanslardaki sesleri duyar - 16 hertz'den (alt işitme sınırı) 20 bin'e (üst sınır). İnsanlar infrasoundları ve ultrasonları duyamazlar. Bununla birlikte, bir kişi ultrasonlara oldukça duyarlıdır. 6 hertz'lik bir frekans bizi yorgun, melankolik, deniz tutmuş hissettirebilir. 7 hertz'de kızılötesi özellikle hassastır: ani kalp durmasından ölüm meydana gelir. Herhangi bir organın doğal rezonansına girerek, infrasounds onu yok edebilir. Diyelim ki 5 hertz frekansı karaciğere zarar veriyor. Diğer düşük frekanslar delilik nöbetlerine neden olabilir. Beynin işitsel analizörlerine etki eden belirli düşük frekanslı sesler, bir kişiyi sigarayı bırakmaya, huzur içinde uyumaya, diyet yapmaya, hızlı okumaya, yabancı dil öğrenmeye, stresin üstesinden gelmeye ve hassas duygular yaşamaya bile "ikna edebilir".

Ancak ultrasonik aralıklarda bir kişi yönlendirilmez. Her ne kadar köpekler için 60 bin hertz'e kadar olan frekanslar ve hatta kediler için daha fazlası mevcut olsa da. Ancak sesimizde 130-140 bin hertz frekansına kadar sesler var. Ne için? Büyük olasılıkla, ultrason, infrasound gibi, sese duygusal bir renk verir. Başka bir deyişle, hayvanların değiş tokuş ettiği seslerin çoğunu duymuyorsak, bundan onların bizi etkilemediği ve onlar aracılığıyla doğayla bağlantımız olmadığı sonucu çıkmaz. Bilincimize nüfuz ederler ve şimdiye kadar açıklanamaz duygulara neden olurlar.

Kulak akupunkturunun doğuşu Song Si Miao adıyla ilişkilendirilir ve MS 7. yüzyıla kadar uzanır. Çin risalelerinde Geleneksel tıp kulak kepçesinde, dış kulağın diğer organlarla bağlantılı olduğu ve olduğu gibi, anlık durumunu sürekli olarak gösterdiği tüm organizmanın bir portresini temsil eden bir "ana çizgiler kümesi" olduğu belirtilmektedir. genişletilmiş formda. Kulaktaki aktif noktaların yoğunluğu vücuttan yüz kat daha fazladır ve bir milimetre hatası bir doktoru başarıdan mahrum edebilir.

1956'da doktor P. Nogier, vücudun belirli bölümlerinin ve iç organların bir izdüşümü olan kulak kepçesindeki noktaların ve bölgelerin topografik bir haritasını yayınladı. Bu resim, kendi deyimiyle, kafasına yerleştirilmiş bir insan embriyosunu andırıyor. Kulak akupunkturu yardımı ile deneyimli sigara içenler günümüzde başarıyla tedavi edilmektedir. Doğru, acemi sigara içenleri tedavi etmek imkansızdır.

Temel obezite durumunda, örneğin, kulak (kulak) noktalarına "ağız-mide" iki çelik klips iğnesi sokulur. Sonuç olarak, suyun vücuttan hızla atılması nedeniyle iştah azalır. Bir kişi az yer ve çabuk doyar, ayda ortalama 4-6 kilogram ve bazen daha fazla kilo kaybeder. Tedaviden sonra un ürünlerine, tatlılara çekilmez.

Kulak kepçesi sadece delinmekle kalmaz, aynı zamanda küt cilalı bir ucu veya parmağı olan bir çubuk kullanılarak masaj yapılabilir. Profesör E. S. Velkhover'a göre masaj, ağrı noktalarında düzenli, hafif basınçla ve yavaş bir hızda - her kulak için 3 dakika - gerçekleştirilir. Masajın yönü kesin olmalıdır: aşağıdan, iki büyük enerji rotasyon kanalı boyunca. İç enerji kanalı (yin), tragustan kulak kepçesinin yanal olarak (yandan) derinleşmesine ve kıvrımın sapına kadar gider. Dış enerji kanalı (yang), kulak memesinin üst yan kısmından, yükseldiği oluğun derinleşmesinden kaynaklanır ve kıvrımın kökünde biter. Masaj sırasında, kişi önce kulakta yerel bir ağrı hisseder, daha sonra azalma ve banyodan sonraki durumu anımsatan genel bir rahatlama hissi. Bu masaj korkular, kronik kabızlık, egzama, kardiyak aritmilerin tedavisinde etkilidir.

Vücudun cinsel sisteminin projeksiyon bölgesi, kıvrılmanın kökünden yükselen dalının sonuna kadar bulunur. Bu bölgeye yapılan günlük hafif masajın gebe kalmayı engellediği iddia edilmektedir.

Hastalıklar kulak kepçesi ile teşhis edilebilir. Yüzeyindeki çeşitli değişikliklerle "kendilerini ifade ederler". Örneğin, miyokard enfarktüslü hastaların çoğunda, koroner bir felaketten (kalp kasını besleyen damarların spazmı) birkaç saat veya gün önce, sol kabuğun derinleşmesinin orta kısmında gıdıklama, kaşıntı ağrısı ve artan hassasiyet görülür. . İlgili cilt projeksiyon bölgelerindeki akut inflamasyonda, kızarıklık, efüzyon, daha az sıklıkla ülserasyon alanları vardır. Kronik hastalıklar sırasında soluk sarı ve gri renkte donuk noktalar, morluk alanları, küçük yükselmeler ve çöküntüler bulunur.

Peptik ülserli hastalarda midenin kulaktaki izdüşüm bölgesi tüberkül şeklini alır. Midenin çıkarılmasından bir süre sonra orak şeklinde beyaz ve kırmızı çizgili bir yara izine dönüşür.

Rahim yaşamının 24. haftasından itibaren bebek sürekli olarak seslere tepki verir. Ama annenin kalbinin ritmik atışı tüm seslere hakimdir. Bestecilere rehberlik etmesi tesadüf değildir. Kamp yürüyüşleri genellikle kalp atışlarının ritmine göre yazılır. Bu tür müzikler uzun bir yolculuğu kolaylaştırır, yorgunluğu azaltır. Ancak geçit yürüyüşlerinin hızı, normal kalp atış hızından daha sık olan dakikada 72 adıma çıkar. Bu nedenle neşelenirler, canlanırlar, enerji verirler.

Müzik terapisinin etkisi yatıştırıcı, sessiz, monoton melodilere, yaprakların hışırtısına, denizin kükremesine, vapur bıçaklarının ölçülü vuruşlarına dayanır. Sesler yardımıyla diş hekimliğinde anestezi operasyonları bile yapıldı. Daha sonra yöntem kadın doğumda başarıyla uygulanmaya başlandı.

Görünüşe göre Çaykovski'nin müziği uykusuzluğa iyi geliyor. "Siciliana" J.-S.'nin iyileştirici etkisi. Bach, K. Debussy ve diğerleri tarafından "Ay Işığı". Uykuyu ve kuş seslerini iyileştirir.

İşitme duyunuzu çocukluktan koruyun

Çocuğun tam gelişimi için normal işitmenin ne kadar önemli olduğunu kanıtlamaya gerek yoktur. En azından şu: konuşmanın gelişimi için işitme gereklidir. Ve modern bir okulda eğitim büyük ölçüde işitsel bilgiler üzerine kuruludur ve hayatımıza sıkı sıkıya giren bu tür sanatlar (sinema, radyo, televizyon, müzik) bir kişiye kulak yoluyla "ulaşır".

Genel olarak, bir kişinin hayatı "duyması" gerekir: iki taraflı kükürt tıkaçları ile akut işitme kaybı veya örneğin özel bir izolasyon odasında oluşturulan seslerin kasıtlı olarak dışlanması, insanlar üzerinde çok acı verici bir etkiye sahiptir. Normal işitme hayatımızı zengin, çeşitli ve tatmin edici kılar. İşitme kaybı aynı zamanda birçok meslek seçimini de dışlar.

İşitmemizin sesleri algılama ve ayırt etme yeteneği, akustik ekipman uzmanlarını ve tasarımcılarını şaşırtıyor. Fiziksel bir bakış açısından ses, bir gaz, bir sıvı ve bir katı içinde yayılan esnek titreşimlerdir. Hatırlamak; ses, ses basıncı ile belirlenen ve titreşimlerin frekansına bağlı olarak desibel (kısaltılmış dB) ve yükseklik olarak ölçülen ve hertz cinsinden ölçülen (Hz, 1 Hz - 1 saniyede 1 salınım olarak kısaltılır) yükseklik (yoğunluk) ile karakterize edilir. ). İnsan kulağı, 16 ila 20 bin Hz frekansında (bu 10 oktavın üzerindedir: tanıdık piyanoyu hatırlayın - yedi buçuk oktavı vardır) ve 140 dB'ye kadar yoğunlukta sesleri algılar. Duyabildiğimiz en zayıf ses, işitme eşiği olarak adlandırılır ve atmosferdekinden 5 milyar kat daha az ses basıncına sahiptir. Bu çok yüksek bir işitsel duyarlılıktır. Öte yandan, en gürültülü sesler, işitme eşiğinden 100 trilyon kat daha yoğundur!

Doğada, frekansı 16 Hz'den az (infrasesler) ve 20 Hz'den fazla (ultrasonlar) olan sesler vardır. İnsan sesi - kulağın odaklandığı ana şey - 500-3000 Hz aralığında frekanslara sahiptir ve bu nedenle işitmemiz büyük bir farkla konuşma algısı sağlar. İç kulağın sesi algılayan kısmı (koklea denilen şakak kemiğinin derinliklerinde bulunur) 1851'de İtalyan bilim adamı A. Corti tarafından keşfedildi, bu yüzden buna Corti organı denir. Corti organına giderken ses, dış kulakta birkaç dB ile yükseltilir, daha sonra orta kulağın kulak zarı ve kemiklerinden 20 kat kuvvetle iletilir.

1863 yılında ünlü bilim adamı G. Helmholtz'un "The Teaching of Tonal Sensations as a Physiological Theory of Music" (Tonal Duyumların Öğretisi) başlıklı bir çalışması bugün bile bilimsel önemini korumuştur. Helmholtz tarafından geliştirilen rezonans işitme teorisine göre, Corti'nin organının belirli bir bölümü, belirli bir yükseklikteki sese tepki verir. Yüksek sesle konuşmayı bile algılamayan insanlar sağır olarak kabul edilir. Zorlukla da olsa yüksek sesle konuşmayı algılayan insanlara sağır denir. Çocuklar üzerinde yapılan araştırmalar, aralarında hem sağır hem de işitme güçlüğü olduğunu göstermiştir. Sağır ve işitme güçlüğü çeken çocukların daha yakından bir tıbbi muayenesi, yüzde 90'dan fazlasının bu ciddi kusuru yaşamları boyunca aldığını ve çocukların yalnızca yüzde 3'ünün sağırlığı ebeveynlerinden miras aldığını ortaya koydu. Bu anketler, çocukların işitme duyusunu koruma ihtiyacını ikna edici bir şekilde göstermektedir.

İşitme koruması bebek doğmadan önce başlamalıdır. Hamile bir kadını etkileyen, çocuğu doğuştan sağırlıkla tehdit eden hastalıklar vardır. Bu hastalıklar arasında "masum" kızamıkçık lider konumdadır. Ayrıca bazı ilaçlar (streptomisin ve neomisin gibi) yüksek dozlarda ve uzun süre alındığında fetal işitme sinirini olumsuz etkiler ve işitme kaybı gelişimine katkıda bulunur. Ayrıca makul olmayan ilaç kullanımının daha sonra, çocuğun "bağımsız" yaşamında işitme kaybına yol açabileceğini de not ediyoruz.

Küçük çocuklarda işitme kaybı nedenleri arasında enfeksiyon hastalıkları ve orta kulak iltihabı ilk sıralarda yer almaktadır. Daha önceki zamanlarda frengi, tüberküloz, sıtma ve tifo sıklıkla sağırlığa yol açardı. Şu anda, bu hastalıklar ülkemizde keskin bir şekilde azaldı veya neredeyse hiç görülmedi, ancak kızıl, salgın hepatit (sarılık), salgın parotit (“kabakulak”) ve grip yerlerini almaya başladı. Son iki hastalığa özellikle dikkat edilmelidir: "kabakulak" ve grip çocukları oldukça sık etkiler. Doktor reçetelerine dikkatle uyulması, komplikasyon olasılığını azaltacaktır. Çocukların işitme duyusunun korunması ve akut solunum yolu hastalıklarının önlenmesi için daha az önemli değildir. Çocukların kulağının özellikleri öyledir ki, burun ve geniz eti iltihabı kulağa çok kolay yayılır ve bu da işitme kaybına neden olabilir. Son zamanlarda, orta kulağın kronik iltihabı ile doktorlar giderek daha fazla karşılaşılmaktadır, bu nedenle ebeveynler bu hastalıkların tedavisinde ısrarcı ve ısrarcı olmalıdır.

Sağırlığa kafa ve kulak travması neden olabilir. Yabancı cisimler (düğmeler, kiraz çekirdekleri, bezelye vb.) genellikle küçük çocukların kulağına girer. Daha büyük çocuklar, uygun olmayan nesnelerle (kibrit, saç tokası, karanfil) kulağını karıştırarak kulak zarını yaralayabilir veya enfeksiyona neden olabilir. İnsanlarda (çocuklar dahil) işitme kaybının önemli bir nedeni gürültünün etkisidir. 300 yılı aşkın bir süre önce ünlü doktorlar Paracelsus ve Ramazzini gürültünün sağırlığa neden olabileceğini kanıtladılar. O zamandan beri, bu çalışmalar birçok kez tekrarlandı ve genişletildi.

Genel olarak konuşursak, gürültü ve sesler arasında net bir sınır yoktur. Gürültü, kişiyi rahatsız eden, çalışmasını ve dinlenmesini engelleyen seslerdir diyebiliriz. Bazen hem müzikal sesler hem de insan konuşması bu rolü oynar. Nadiren, kulak zarı yırtılmasına ve diğer rahatsızlıklara neden olabilen aşırı yoğun gürültü (silah sesleri, patlamalar) dışında, normal sesler kademeli olarak çalışır. 90 dB'den fazla yoğunluğa sahip uzun süreli gürültüye maruz kalma ile, Corti organının hassas hücrelerinin ölümü ile işitmede kademeli bir azalma kaydedilmiştir. (Elbette gürültü sadece işitmeyi değil, aynı zamanda diğer insan organ ve sistemlerinin işleyişini de etkiler. Merkezi sinir sistemi üzerinde kötü bir etkisi vardır, normal dinlenme ve uykuya müdahale ederek nevroz gelişimine katkıda bulunur; kardiyovasküler sistem üzerinde , tansiyon bozukluklarına ve diğer rahatsızlıklara neden olur. ) Geçen yüzyılın sonunda, ünlü Alman doktor Robert Koch uyardı: "İnsan bir zamanlar kolera ve veba ile savaştığı gibi gürültüyle savaşmak zorunda kalacak."

Son zamanlarda, büyük şehirlerdeki gürültü giderek artıyor, bu da çevrenin gürültü kirliliği hakkında endişe ile konuşan çeşitli uzmanların giderek daha fazla dikkatini çekiyor. Evin içine giren ve ev aletlerinden gelen ev gürültüsü ile bağlantı kuran sokak gürültüsü, sıhhi tesisat herkes ve özellikle çocuklar üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Şehirlerde gürültüye karşı mücadele, yalnızca uzmanların (mimarlar, inşaatçılar, tasarımcılar, doktorlar) değil, aynı zamanda tüm nüfusun katılımını gerektiren yaygın bir nedendir.

Ülkemizde son zamanlarda gürültüyle mücadele için çok şey yapıldı. Çeşitli ekipman için izin verilen gürültü seviyesi için bir dizi devlet standardı geliştirilmiştir ve ses yalıtımı dikkate alınarak binaların tasarımı için özel kurallar getirilmiştir. Ancak yineliyoruz, gürültüyle mücadele tüm nüfusun katılımını gerektiriyor. Susturucusuz bir motosikletin, geceleri ıssız sokaklarda koşuşturan gürültüsü binlerce insanı uyandırabilir. Giriş kapısı girişte alkışlamak ya da musluğun zarar görmesi apartmanlardaki gürültü seviyesini birkaç kat arttırabilir... Olası sonuçlar onların hareketleri. Okulda işe giderken radyoları açık bırakamazsınız. Daha sonra gürültülü çalışma için eve alınmamalıdır. Çocuklara yetişkinlere karşı dikkatli olmaları öğretilmelidir, böylece her biri çocuk şiirinin kahramanı ile birlikte şunları söyleyebilir:

Annem uyuyor, yorgun...

Valla ben oynamadım

Ve yetişkinler de çocuklarının huzuruna dikkat etmelidir: onları gürültülü bir ortamda (TV, radyo, yüksek sesli konuşmalar) uyumaya zorlamayın, bebek arabalarında transistörleri açık bırakmayın. N. Nosov'un "Fed'ka'nın Sorunu" adlı öyküsü, bir okul çocuğunun bir telekonser sırasında basit bir sorunu nasıl başarısız bir şekilde çözmeye çalıştığını canlı bir şekilde anlatıyor. Sadece dikkatinin dağılması ve sorunu çözmeye odaklanamaması değil; gürültü aynı zamanda duymasını da yorar...

Hep birlikte apartmanlarımızda, sokaklarda, okullarda gürültüyü önemli ölçüde azaltabilir ve böylece çocuklarımızın işitmesini koruyabiliriz.

Infrasound (lat. infra - aşağıda, altında) - ses dalgalarına benzer, ancak insan işitilebilir frekans bölgesinin altındaki frekanslara sahip elastik dalgalar. Genellikle 16-25 Hz frekansları infrasonik bölgenin üst sınırı olarak alınır. İnfrasonik aralığın alt sınırı belirsizdir. Pratik ilgi, Hz'nin onda biri ve hatta yüzde biri olan, yani on saniyelik periyotlarla salınımlar olabilir. Infrasound atmosferin, ormanların ve denizin gürültüsünde bulunur. Infrasonik titreşimlerin kaynağı, yıldırım deşarjları (gök gürültüsü), patlamalar ve silah atışlarıdır.

Yerkabuğunda, heyelanlardan kaynaklanan patlamalar ve trafik patojenleri de dahil olmak üzere çok çeşitli kaynaklardan infrasonik frekansların titremeleri ve titreşimleri gözlemlenir.

Infrasound, çeşitli ortamlarda düşük absorpsiyon ile karakterize edilir, bunun sonucunda hava, su ve yer kabuğundaki infrasonik dalgalar çok uzun mesafelerde yayılabilir. Bu fenomen, güçlü patlamaların yerini veya ateş eden bir silahın konumunu belirlemede pratik uygulama bulur. Infrasound'un denizde uzun mesafeler boyunca yayılması, doğal bir felaketi - bir tsunamiyi - tahmin etmeyi mümkün kılar. Çok sayıda infrasonik frekans içeren patlama sesleri, atmosferin üst katmanlarını, su ortamının özelliklerini incelemek için kullanılır.

"Denizin Sesi" - bunlar, dalga tepelerinin arkasında girdap oluşumunun bir sonucu olarak, kuvvetli bir rüzgar sırasında deniz yüzeyinin üzerinde ortaya çıkan infrasonik dalgalardır. Infrasound'un düşük absorpsiyon ile karakterize olması nedeniyle, uzun mesafelerde yayılabilir ve yayılma hızı fırtına bölgesinin hareket hızını önemli ölçüde aştığından, "denizin sesi" erken bir tahmin işlevi görebilir. fırtına.

Fırtınanın tuhaf göstergeleri denizanasıdır. Denizanasının "çanının" kenarında ilkel gözler ve denge organları bulunur - toplu iğne başı büyüklüğünde işitsel koniler. Bunlar denizanasının "kulakları". 8 - 13 hertz frekanslı kızılötesi sesleri duyarlar. Fırtına kıyıdan yüzlerce kilometre uzakta oynanıyor, yaklaşık 20 saat içinde bu yerlere gelecek ve denizanası zaten onu duyacak ve derinliklere inecek.

Infrasound'un insan vücudu üzerindeki etkisi.

60'ların sonlarında, Fransız araştırmacı Gavro, belirli frekansların infrasoundunun bir kişide endişe ve endişeye neden olabileceğini keşfetti. 7 Hz frekanslı kızılötesi insanlar için ölümcüldür.

Infrasound'un etkisi baş ağrılarına, dikkat ve performansın azalmasına ve hatta bazen vestibüler aparatın işlevinin ihlaline neden olabilir.

Infrasonik dalgaların ana kaynakları.

Endüstriyel üretim ve taşımacılığın gelişmesi, çevredeki infrasound kaynaklarında önemli bir artışa ve infrasound seviyesinin yoğunluğunun artmasına neden olmuştur.

Şehirlerdeki infrasonik salınımların ana teknolojik kaynakları tabloda verilmiştir.

bibliyografya

1. Bragg WG Işık dünyası. Ses dünyası. - M., 1967.

2. Klyukin I.I. Sesin muhteşem dünyası. - M., 1986.

3. Kok W. Ses ve ışık dalgaları. - M., 1966.

4. Myasnikov I.G. Duyulamayan ses. - M., 1967.

5. Trofimova T.I. Fizik kursu. - M., 1990.

6. Khorbenko I.G. Ses, ultrason ve kızılötesi. - M., 1986.

Şimdi akustik, bir fizik dalı olarak, en düşükten en yükseğe, 1012 - 1013 Hz'e kadar daha geniş bir elastik titreşim aralığını dikkate alır. Frekansı 16 Hz'nin altında olup insanların işitemeyeceği ses dalgalarına infrasound, 20.000 Hz ile 109 Hz arasındaki frekanslara sahip ses dalgalarına ultrason, 109 Hz'in üzerindeki frekanslara sahip titreşimlere hiper ses denir.

Bu duyulmayan sesler birçok kullanım alanı bulmuştur.

Ultrasonlar ve infrasounds canlılar dünyasında da çok önemli bir rol oynamaktadır. Örneğin, balıklar ve diğer deniz hayvanları, fırtına dalgalanmalarının yarattığı infrasonik dalgaları hassas bir şekilde alırlar. Böylece bir fırtınanın veya siklonun yaklaştığını önceden hissederler ve daha güvenli bir yere yüzerek uzaklaşırlar. Infrasound, orman, deniz, atmosfer seslerinin bir bileşenidir.

Ultrasonlar köpekler, kediler, yunuslar, karıncalar, yarasalar vb. hayvanlar tarafından yayılabilir ve algılanabilir. Yarasalar uçuş sırasında kısa tiz sesler yayarlar. Uçuşlarında, yolda karşılaştıkları nesnelerden gelen bu seslerin yansımaları tarafından yönlendirilirler; sadece küçük avlarından gelen yankı tarafından yönlendirilen böcekleri bile yakalayabilirler. Kediler ve köpekler çok tiz ıslık seslerini (ultrasonlar) duyabilirler.

INFRASOUND (enlem. enfra - alttan, alttan), insan kulağının duyamayacağı düşük frekanslı (16 Hz'den az) elastik dalgalar. Büyük genliklerde, infrasound kulakta bir ağrı olarak hissedilir. Depremler, su altı ve yeraltı patlamaları, fırtınalar ve kasırgalar, tsunami dalgaları vb. sırasında meydana gelir. Infrasound zayıf bir şekilde emildiğinden, uzun mesafelere yayılır ve fırtına, kasırga, tsunami habercisi olarak hizmet edebilir.

Yerkabuğunda, heyelanlardan kaynaklanan patlamalar ve trafik patojenleri de dahil olmak üzere çok çeşitli kaynaklardan infrasonik frekansların titremeleri ve titreşimleri gözlemlenir.

Infrasound, çeşitli ortamlarda düşük absorpsiyon ile karakterize edilir, bunun sonucunda hava, su ve yer kabuğundaki infrasonik dalgalar çok uzun mesafelerde yayılabilir. Bu fenomen, güçlü patlamaların yerini veya ateş eden bir silahın konumunu belirlemede pratik uygulama bulur. Infrasound'un denizde uzun mesafeler boyunca yayılması, doğal bir felaketi - bir tsunamiyi - tahmin etmeyi mümkün kılar. Çok sayıda infrasonik frekans içeren patlama sesleri, atmosferin üst katmanlarını, su ortamının özelliklerini incelemek için kullanılır.

Bir kişi infrasonu duymaz, ancak hisseder; insan vücudu üzerinde yıkıcı bir etkisi vardır. Yüksek düzeyde bir kızılötesi ses, vestibüler aparatın işlev bozukluğuna neden olarak, baş dönmesini, baş ağrısını önceden belirler. Dikkat ve performansta azalma. Bir korku hissi var, genel halsizlik. Infrasound'un insanların ruhunu güçlü bir şekilde etkilediğine dair bir görüş var. 20 rpm'den daha düşük dönme hızlarında çalışan tüm mekanizmalar infrasound yayar. Bir araba 100 km / s'den daha hızlı hareket ettiğinde, hava akışının yüzeyinden ayrılması nedeniyle oluşan bir infrasound kaynağıdır. Mühendislik endüstrisinde, fanların, içten yanmalı motorların kompresörlerinin, dizel motorların çalışması sırasında kızılötesi oluşur. Mevcut düzenleyici belgelere göre, geometrik ortalama frekansları 2, 4, 8, 16, Hz olan oktav bantlarındaki ses basıncı seviyeleri 105 dB'den fazla olmamalıdır. Ve 32 Hz frekansındaki bantlar için 102'den fazla olmamalıdır. dB. Uzunluğundan dolayı, infrasound atmosferde uzun mesafelerde yayılır. Yayılma yolunda yapılar inşa ederek infrasonu durdurmak neredeyse imkansızdır. Kişisel koruyucu donanımlar da etkisizdir. Etkili bir koruma aracı, oluşum kaynağındaki kızılötesi seviyesini azaltmaktır. Bu tür önlemler arasında aşağıdakiler ayırt edilebilir: - şaftların dönüş hızında saniyede 20 veya daha fazla devire kadar bir artış; - büyük salınımlı yapıların rijitliğinde bir artış; - düşük frekanslı titreşimlerin ortadan kaldırılması: - kaynakların yapısında, infrasonik titreşimler bölgesinden ses bölgesine hareket etmeyi mümkün kılan yapısal değişikliklerin getirilmesi; bu durumda, ses yalıtımı ve ses emilimi kullanılarak azaltılabilirler.

Infrasonik dalgaların ana kaynakları

Endüstriyel üretim ve taşımacılığın gelişmesi, çevredeki infrasound kaynaklarında önemli bir artışa ve infrasound seviyesinin yoğunluğunun artmasına neden olmuştur.

Şehirlerdeki infrasonik salınımların ana teknolojik kaynakları tabloda verilmiştir.

Infrasound kaynağı Karakteristik frekans

kızılötesi aralığı Infrasound seviyeleri

Karayolu taşımacılığı Infrasonik aralığın tamamı 70-90 dB dışında, içeride 120 dB'ye kadar

Demiryolu ve tramvaylar 10-16 Hz İç ve dış mekan 85 ila 120 dB

Aerodinamik ve darbeli endüstriyel kurulumlar 8-12 Hz 90-105 dB'ye kadar

Endüstriyel tesislerin ve binaların havalandırılması, metroda aynı 3-20 Hz 75-95 dB'ye kadar

Jet uçağı Yaklaşık 20 Hz Dışarıda 130 dB'ye kadar

ultrason - bilim ve teknolojinin özel bölümlerine ayrılmış yüksek frekanslı elastik dalgalar. Genellikle, ultrasonik aralığın 20.000 ila birkaç milyar hertz arasında bir frekans bandı olduğu kabul edilir. Bilim adamları ultrasonun varlığından uzun süredir haberdar olsalar da, bilim, teknoloji ve endüstride pratik kullanımı nispeten yakın zamanda başlamıştır.

İnsan kulağı ultrasonu algılamaz, ancak yarasalar gibi bazı hayvanlar ultrasonu algılayabilir ve yayabilir. Kemirgenler, kediler, köpekler, balinalar, yunuslar kısmen ultrasonu algılar. Araba motorlarının, takım tezgahlarının ve roket motorlarının çalışması sırasında ultrasonik titreşimler meydana gelir. Uygulamada, ultrason elde etmek için genellikle, etkisi bazı malzemelerin manyetik (manyetostriktif jeneratörler) veya elektrik alanının (piezoelektrik jeneratörler) etkisi altında boyutlarını değiştirme kabiliyetine dayanan elektromekanik ultrason jeneratörleri kullanılır. yüksek frekanslı sesler. Yüksek frekans (küçük dalga boyu) nedeniyle ultrasonun özel özellikleri vardır.

Gazlar tarafından kuvvetli, sıvılar tarafından zayıf emilir. Ultrasonun etkisi altında, sıvı içinde, içlerinde kısa süreli basınç artışı olan küçük kabarcıklar şeklinde boşluklar oluşur. Ek olarak, ultrasonik dalgalar difüzyon işlemlerini hızlandırır (iki ortamın iç içe geçmesi). bir maddenin çözünürlüğünü ve genel olarak kimyasal reaksiyonların seyrini önemli ölçüde etkiler. Ultrasonun bu özellikleri ve çevre ile etkileşiminin özellikleri, geniş teknik ve tıbbi kullanımını belirler.

İlk kez, bilindiği gibi, ultrasonun pratik kullanımı fikri, denizin derinliklerinde çeşitli nesneleri tespit etmek için yöntem ve araçların geliştirilmesiyle bağlantılı olarak geçen yüzyılın ilk yarısında ortaya çıktı: denizaltılar. , resifler, buzdağlarının su altı kısımları vb. Buna öncelikle Titanik'in 1912'de batması ve denizaltıların Birinci Dünya Savaşı sırasında askeri operasyonlara katılımının başlaması neden oldu.

Düşük frekanslı ultrasonik titreşimler havada iyi yayılır. Vücut üzerindeki etkilerinin biyolojik etkisi, yoğunluğuna, maruz kalma süresine ve ultrasona maruz kalan vücut yüzeyinin boyutuna bağlıdır. Havada yayılan ultrasonun uzun süreli sistematik etkisi, sinir, kardiyovasküler ve endokrin sistemlerin, işitsel ve vestibüler analizörlerin fonksiyonel bozukluklarına neden olur. Ultrasonik üniteler üzerinde çalışanlar, asteni, vasküler hipotansiyon ve kalbin ve beynin elektriksel aktivitesinde bir azalma olduğunu belirtti. İlk aşamada merkezi sinir sistemindeki değişiklikler, beynin refleks fonksiyonlarının ihlali ile kendini gösterir (karanlıkta, sınırlı bir alanda korku hissi, artan kalp atış hızı ile ani ataklar, aşırı terleme, mide spazmları, bağırsaklar, safra kesesi). En tipik olanı şiddetli yorgunluk, baş ağrısı ve kafada basınç hissi, konsantrasyon güçlüğü, düşünce sürecinin engellenmesi ve uykusuzluk şikayetleri ile birlikte vetovasküler distonidir.

Yüksek frekanslı ultrasonun eller üzerindeki temas etkisi, ellerde kılcal dolaşımın ihlaline, ağrı duyarlılığında azalmaya, yani periferik nörolojik bozukluklara yol açar. Ultrasonik titreşimlerin kemik yoğunluğunda azalma ile kemik yapısında değişikliklere neden olabileceği tespit edilmiştir.

üretim titreşimi.

Temel kavramlar ve tanımlar. Titreşimin insan vücudu üzerindeki etkisi. Üretimde titreşim düzenleme ilkeleri

2.1 Kapsam ve genel titreşim

Titreşimin ölçümü ve hijyenik değerlendirmesi ile önleyici tedbirler, 2.2.4 / 2.1.8-96 "Üretim ve çevrenin fiziksel faktörlerinin hijyenik değerlendirmesi" (onay altında) kılavuzuna uygun olarak gerçekleştirilmelidir.

Bu sıhhi standartların onaylanması ile 3041-84 sayılı "İşyeri titreşimi için sıhhi standartlar" No. 3044-84, "İzin verilen titreşimler için sıhhi standartlar" konut binalarında geçersiz hale geliyor" No. 1304-75.

2.2 Terimler ve tanımlar

İzin verilen maksimum titreşim seviyesi (MPL), günlük (hafta sonları hariç) çalışma sırasında, ancak tüm çalışma deneyimi boyunca haftada 40 saatten fazla olmayan, hastalıklara veya sağlık durumunda sapmalara neden olmaması gereken bir faktörün seviyesidir. Modern araştırma yöntemleriyle, şimdiki ve sonraki nesillerin çalışma sürecinde veya yaşamın uzak dönemlerinde tespit edildi. Titreşimin uzaktan kontrolüne uyum, aşırı duyarlı bireylerde sağlık sorunlarını dışlamaz.

Konut ve kamu binalarında izin verilen titreşim seviyesi, bir kişide önemli bir endişeye neden olmayan ve titreşime maruz kalmaya duyarlı sistemlerin ve analizörlerin işlevsel durum göstergelerinde önemli değişikliklere neden olmayan bir faktörün seviyesidir.

Düzeltilmiş titreşim seviyesi, oktav düzeltmeleri dikkate alınarak oktav frekans bantlarındaki titreşim seviyelerinin enerji toplamının sonucu olarak belirlenen tek sayılı bir titreşim özelliğidir.

Zamanla değişen titreşimin eşdeğer (enerji) düzeltilmiş seviyesi, belirli bir zaman aralığında sabit olmayan titreşim ile aynı RMS düzeltilmiş titreşim ivmesi ve/veya titreşim hızı değerine sahip zamanla değişen titreşimin düzeltilmiş seviyesidir.

2.3 Bir kişiyi etkileyen titreşimlerin sınıflandırılması

Bir kişiye bulaşma yöntemine göre, ayırt ederler:

Oturan veya ayakta duran bir kişinin vücuduna destek yüzeyleri aracılığıyla iletilen genel titreşim;

Bir kişinin elleriyle iletilen yerel titreşim.

Not. Oturan kişinin bacaklarına ve masa üstlerinin titreşen yüzeyleriyle temas halinde ön kollara iletilen titreşim, yerel titreşimi ifade eder.

Titreşim kaynağına göre:

Elle tutulan elektrikli aletlerden (motorlu) bir kişiye iletilen yerel titreşim, makine ve ekipmanın manuel kontrolleri;

Mekanize olmayan bir el aletinden (motorsuz) bir kişiye iletilen yerel titreşim, örneğin çeşitli modellerin ve iş parçalarının doğrultma çekiçleri;

1. kategorinin genel titreşimi - kendinden tahrikli ve çekilir makinelerin işyerinde, arazide hareket eden araçlarda, tarımsal arka planlarda ve yollarda (inşaatları dahil) bir kişiyi etkileyen taşıma titreşimi. Taşıma titreşim kaynakları şunları içerir: tarım ve endüstriyel traktörler, kendinden tahrikli tarım makineleri (biçerdöverler dahil); kamyonlar (traktörler, sıyırıcılar, greyderler, silindirler vb. dahil); kar küreme makineleri, kundağı motorlu madencilik demiryolu taşımacılığı;

2. kategorinin genel titreşimi - endüstriyel tesislerin, sanayi sitelerinin, maden işletmelerinin özel olarak hazırlanmış yüzeyleri boyunca hareket eden makinelerin işyerinde bir kişiyi etkileyen taşıma ve teknolojik titreşim. Taşıma ve teknolojik titreşim kaynakları şunları içerir: ekskavatörler (döner olanlar dahil), endüstriyel ve inşaat vinçleri, metalurjik üretimde açık ocak fırınlarına yükleme (doldurma) için makineler; maden biçerdöverleri, maden yükleme makineleri, kundağı motorlu sondaj arabaları; palet makineleri, beton finişerleri, zemin üretim araçları;

Kategori 3'ün genel titreşimi - Sabit makinelerin işyerinde bir kişiyi etkileyen veya titreşim kaynakları olmayan işyerlerine iletilen teknolojik titreşim. Teknolojik titreşim kaynakları şunları içerir: metal ve ağaç işleme makineleri, dövme ve presleme ekipmanları, dökümhane makineleri, elektrikli makineler, sabit elektrik tesisatları, pompalama üniteleri ve fanlar, kuyu sondaj ekipmanları, sondaj kuleleri, hayvancılık makineleri, tahıl temizleme ve ayıklama (dahil olmak üzere) kurutucular), yapı malzemeleri endüstrisi için ekipman (beton döşeme taşları hariç), kimya ve petrokimya endüstrileri için tesisler vb.

a) işletmelerin sanayi tesislerinin daimi işyerlerinde;

b) Titreşim üreten makinelerin bulunmadığı depo, kantin, yemekhane, görev odaları ve diğer endüstriyel tesislerdeki işyerlerinde;

c) Tesis yönetimine ait tesislerdeki işyerlerinde, tasarım bürolarında, laboratuvarlarda, eğitim merkezlerinde, bilgisayar merkezleri akıl çalışanları için sağlık merkezleri, ofis binaları, çalışma odaları ve diğer tesisler;

Konutlarda ve kamu binalarında dış kaynaklardan gelen genel titreşim: kentsel demiryolu taşımacılığı (sığ ve açık metro hatları, tramvay, demiryolu taşımacılığı) ve araçlar; endüstriyel Girişimcilik ve mobil endüstriyel tesisler (hidrolik ve mekanik preslerin, planyalama, delme ve diğer metal işleme mekanizmalarının, pistonlu kompresörlerin, beton karıştırıcıların, kırıcıların, inşaat makinelerinin vb. çalışması sırasında);

Konutlarda ve kamu binalarında iç kaynaklardan gelen genel titreşim: binaların ve ev aletlerinin mühendislik ve teknik ekipmanları (asansörler, havalandırma sistemleri, pompa istasyonları, elektrikli süpürgeler, buzdolapları, çamaşır makineleri vb.), yerleşik ticaret işletmeleri (soğutma ekipmanı), kamu hizmetleri, kazan daireleri vb.

Titreşim spektrumunun doğasına göre şunlar vardır:

Bir 1/3 oktav frekans bandındaki kontrollü parametrelerin bitişik 1/3 oktav bantlarındaki değerlerden 15 dB'den daha yüksek olduğu dar bant titreşimleri;

Geniş bant titreşimleri - birden fazla oktav genişliğinde sürekli bir spektrum ile.

Titreşimin frekans bileşimine göre, ayırt ederler:

Düşük frekanslı titreşimler (genel titreşimler için 1-4 Hz, yerel titreşimler için 8-16 Hz oktav frekans bantlarında maksimum seviyelerin baskınlığı ile);

Orta frekanslı titreşimler (8-16 Hz - genel titreşimler için, 31,5-63 Hz - yerel titreşimler için);

Yüksek frekanslı titreşimler (31,5-63 Hz - genel titreşimler için, 125-1000 Hz - yerel titreşimler için).

Titreşimin zamansal özelliklerine göre:

Gözlem süresi boyunca normalize edilmiş parametrelerin değerinin en fazla 2 kat (6 dB) değiştiği kalıcı titreşimler;

1 s'lik bir zaman sabiti ile ölçüldüğünde en az 10 dakikalık gözlem süresi boyunca normalize edilmiş parametrelerin değerinin en az 2 kat (6 dB ile) değiştiği sabit olmayan titreşimler:

a) normalleştirilmiş parametrelerin değerinin zamanla sürekli değiştiği, zamanla dalgalanan titreşimler;

b) Bir kişinin titreşimle teması kesildiğinde ve temasın meydana geldiği aralıkların süresi 1 saniyeden fazla olduğunda aralıklı titreşimler;

c) Her biri 1 saniyeden kısa süreli bir veya daha fazla titreşim etkisinden (örneğin şoklardan) oluşan darbeli titreşimler.

2.4 Normalleştirilmiş parametrelerin izin verilen maksimum değerleri

480 dakikalık (8 saat) titreşime maruz kalma süresi ile normalleştirilmiş endüstriyel yerel titreşim parametrelerinin izin verilen maksimum değerleri Tabloda verilmiştir. 1.

tablo 1

*Eksenler boyunca izin verilen maksimum değerler

Oktav bantlarının geometrik ortalama frekansları, Hz titreşim ivmesi titreşim hızı

m/sn dB m/sn 10 dB

8 1,4 123 2,8 115

16 1,4 123 1,4 109

31,5 2,8 129 1,4 109

63 5,6 135 1,4 109

125 11,0 141 1,4 109

250 22,0 147 1,4 109

500 45,0 153 1,4 109

1000 89,0 159 1,4 109

Düzeltilmiş ve eşdeğer düzeltilmiş değerler ve bunların seviyeleri 2.0 126 2.0 112

* Entegre değerlendirmeye göre bu sıhhi standartları 12 dB'den (4 kat) fazla aşan seviyelerde titreşime maruz kalma koşullarında veya herhangi bir oktav bandında çalışmaya izin verilmez.

Elektrik güvenliği.

Akımın insan vücudu üzerindeki etkisi. Elektrik yaralanmaları ve sınıflandırılması.

Elektrik çarpması türleri.

Canlı bir organizmadan geçmek akım eylemi üretir:

1. Termal - belirli bölgelerin yanıklarında, kan damarlarının, kanın, sinirlerin ısınmasında.

2. Elektrolitik - kanın ve diğer organik sıvıların ayrışması.

3. Biyolojik - kalp ve akciğer kasları da dahil olmak üzere kasların istemsiz konvülsif kasılması ile birlikte vücudun canlı dokularının tahrişi ve uyarılması.

Tüm bunların sonucunda vücutta kalp ve akciğerlerin tamamen durmasına kadar çeşitli rahatsızlıklar meydana gelebilir.

Bütün bunlar iki yenilgiye yol açar: elektrik yaralanmaları ve elektrik çarpmaları.

Elektrik yaralanması, elektrik gücüne maruz kalmanın neden olduğu vücut dokularında açıkça tanımlanmış yerel bir hasardır. akım veya ark. Genellikle bu cilt, bağ ve kemiklerin bir lezyonudur. Çoğu durumda, e. Yaralanmalar tamamen veya kısmen iyileşir. Bazı durumlarda ölüm meydana gelebilir.

Aşağıdaki e-postayı ayırt edin. yaralanmalar: el. yanmak, e. izler, derinin metalleşmesi ve mekanik hasar.

E-posta yanık en yaygın olanıdır. yaralanma.

İki tür yanık vardır: akım ve ark.

Akım yanığı - akım vücuttan geçtiğinde ve yanıklar gözlendiğinde oluşur.

Ark yanığı - vücuda maruz kalmanın sonucudur. ark, yüksek bir sıcaklık var - 3500'e kadar.

E-posta işaretler - gövde üzerindeki gri renkli işaretler - e-posta iletirken. akım.

Derinin metalizasyonu - küçük metal parçacıklarının cilde nüfuz etmesi, erimiş el. ark.

E-posta etki, e-postanın geçişi sırasında canlı dokuların uyarılmasıdır. akım. Şiddet sırasına göre dört tane vardır:

Klinik (hayali) ölüm, kalp ve akciğerlerin çalışmayı bıraktığı andan başlayarak yaşamdan ölüme geçiş dönemidir. Klinik ölüm durumundaki bir kişi tüm yaşam belirtilerinden yoksundur. Ancak vücut henüz ölmedi, metabolik süreçler devam ediyor.

ölüm nedeni akım - kalbin çalışmasının kesilmesi, akciğerler, el. şok.

Fibrilasyon, kaotik hızlı kalp atışlarıdır.

Ortaya çıkan sonuçlara bağlı olarak, elektrik çarpmaları dört dereceye ayrılır:

I - bilinç kaybı olmadan konvülsif kas kasılması;

II - bilinç kaybı olan, ancak korunmuş solunum ve kalp fonksiyonu ile kas kasılması;

III - bilinç kaybı ve bozulmuş kardiyak aktivite veya solunum (veya her ikisi);

IV - klinik ölüm durumu.

Elektrik çarpmasının sonucunu etkileyen ana faktörler.

Bir kişiden geçen akımın büyüklüğü lezyonun sonucunu belirleyen ana faktördür. Bir kişi, 0,6-1,5 mA'lık alternatif bir endüstriyel frekans (50 Hz) akımının geçişini hissetmeye başlar ve 5-7 mA'lık bir doğru akım, sözde akım duyum eşikleri olarak adlandırılır. Büyük akımlar bir kişide kasılmalara neden olur.

10-15 mA'da, ağrı zar zor katlanılabilir hale gelir ve kasılmalar, bir kişinin üstesinden gelemeyeceği şekildedir.

Lezyonun sonucu, insan vücudunun direncinden güçlü bir şekilde etkilenir. En yüksek direnç (3 ... 20 kOhm), ölü keratinize hücrelerden oluşan cildin üst tabakasına (0,2 mm) sahiptir, beyin omurilik sıvısının direnci ise 0,5 ... 0,6 Ohm'dur. Cildin üst tabakasının direnci nedeniyle vücudun toplam direnci oldukça fazladır, ancak bu tabaka hasar gördüğü anda değeri keskin bir şekilde düşer.

Elektrik güvenliği ile ilgili hesaplamalarda insan vücudunun direnci 1 kOhm olarak alınır.

Akımın insan vücudundan geçiş süresi lezyonun sonucunu etkiler: akımın etkisi ne kadar uzun olursa, ciddi ölümcül yaralanma olasılığı o kadar artar.

Kurbanın vücudundaki mevcut yol, lezyonun sonucunda önemli bir rol oynar. Bu nedenle, hayati organlar akımın yolundaysa - kalp, akciğerler, beyin, o zaman hasar tehlikesi çok yüksektir.

Akım tipi ve frekans doğru akımı, alternatif akımdan yaklaşık dört kat daha az tehlikelidir, ancak bu 250-300 V'a kadar doğrudur. Frekanstaki bir artış, tehlikede bir artışa yol açar.

En tehlikelisi, akımın kalpten, akciğerlerden ve beyinden geçmesidir.

Hasar derecesi ayrıca akımın tipine ve frekansına da bağlıdır. En tehlikeli, 20 ... 1000 Hz frekanslı alternatif akımdır. Alternatif akım, 300 V'a kadar olan voltajlarda doğru akımdan daha tehlikelidir. Yüksek voltajlarda - doğru akım.

Elektrik güvenliği.

1. Ultrason yayıcıları ve alıcıları.

2. Maddede ultrason emilimi. Akustik akışlar ve kavitasyon.

3. Ultrason yansıması. Ses görüşü.

4. Ultrasonun biyofiziksel etkisi.

5. Ultrasonun tıpta kullanımı: terapi, cerrahi, teşhis.

6. Infrasound ve kaynakları.

7. Infrasound'un insanlar üzerindeki etkisi. Tıpta kızılötesi kullanımı.

8. Temel kavramlar ve formüller. Tablolar.

9. Görevler.

ultrason - yaklaşık 20x10 3 Hz (20 kHz) ila 10 9 Hz (1 GHz) frekanslı elastik salınımlar ve dalgalar. 1 ila 1000 GHz arasındaki ultrason frekans aralığına denir. hipersonik. Ultrasonik frekanslar üç aralığa ayrılır:

ULF - düşük frekanslı ultrason (20-100 kHz);

USCH - orta frekanslı ultrason (0,1-10 MHz);

UZVCH - yüksek frekanslı ultrason (10-1000 MHz).

Her aralığın kendine özgü tıbbi uygulamaları vardır.

5.1. Ultrason yayıcıları ve alıcıları

elektromekanik yayıcılar ve ABD alıcılarıözü Şekil 2'de açıklanan piezoelektrik etki fenomenini kullanın. 5.1.

Kuvars, Rochelle tuzu vb. gibi kristalli dielektrikler, belirgin piezoelektrik özelliklere sahiptir.

ultrasonik yayıcılar

elektromekanik ultrason yayıcı ters piezoelektrik etki fenomenini kullanır ve aşağıdakilerden oluşur: sıradaki maddeler(Şekil 5.2):

Pirinç. 5.1. a - doğrudan piezoelektrik etki: piezoelektrik plakanın sıkıştırılması ve gerilmesi, karşılık gelen işaretin potansiyel farkının ortaya çıkmasına neden olur;

b - ters piezoelektrik etki: Piezoelektrik plakaya uygulanan potansiyel farkın işaretine bağlı olarak sıkıştırılır veya gerilir.

Pirinç. 5.2. ultrasonik yayıcı

1 - piezoelektrik özelliklere sahip bir maddenin plakaları;

2 - yüzeyinde iletken tabakalar şeklinde biriken elektrotlar;

3 - elektrotlara gerekli frekansın alternatif voltajını sağlayan bir jeneratör.

Jeneratörden (3) elektrotlara (2) alternatif bir voltaj uygulandığında, plaka (1) periyodik olarak gerilme ve sıkıştırma yaşar. Frekansı voltaj değişiminin frekansına eşit olan zorunlu salınımlar meydana gelir. Bu titreşimler, uygun frekansta mekanik bir dalga oluşturarak ortamın parçacıklarına iletilir. Radyatörün yakınındaki ortamın parçacıklarının salınımlarının genliği, plakanın salınımlarının genliğine eşittir.

Ultrasonun özellikleri, nispeten küçük salınım genliklerinde bile yüksek yoğunluklu dalgalar elde etme olasılığını içerir, çünkü belirli bir genlikte yoğunluk

Pirinç. 5.3. Plano-içbükey pleksiglas lens ile suda ultrasonik bir ışının odaklanması (ultrason frekansı 8 MHz)

enerji akışı orantılıdır frekansın karesi(bkz. formül 2.6). Ultrason radyasyonunun sınırlayıcı yoğunluğu, yayıcıların malzemesinin özellikleri ve kullanım koşullarının özellikleri ile belirlenir. UHF bölgesinde ultrasonik üretim sırasında yoğunluk aralığı son derece geniştir: 10 -14 W/cm2 ila 0,1 W/cm2.

Birçok amaç için emitörün yüzeyinden elde edilebileceklerden çok daha yüksek yoğunluklara ihtiyaç vardır. Bu durumlarda, odak kullanabilirsiniz. Şekil 5.3, bir pleksiglas mercekle ultrasonun odaklanmasını göstermektedir. Almak çok büyük Ultrasonun yoğunlukları daha karmaşık odaklanma yöntemleri kullanır. Böylece, iç duvarları bir kuvars levha mozaiği veya baryum titanit piezoseramiklerinden yapılmış bir paraboloidin odağında, 0,5 MHz frekansında, 10 5 W/cm2'ye kadar ultrason yoğunlukları elde etmek mümkündür. Suda.

ultrason alıcıları

elektromekanik ABD alıcıları(Şekil 5.4) doğrudan piezoelektrik etki fenomenini kullanın. Bu durumda, bir ultrasonik dalganın etkisi altında, kristal plakanın (1) salınımları meydana gelir,

Pirinç. 5.4. ultrasonik alıcı

bunun sonucunda kayıt sistemi (3) tarafından sabitlenen elektrotlarda (2) alternatif bir voltaj belirir.

Çoğu tıbbi cihazda, ultrasonik dalgaların üreteci aynı anda alıcıları olarak kullanılır.

5.2. Maddede ultrason emilimi. Akustik akımlar ve kavitasyon

Fiziksel özüne göre ultrason sesten farklı değildir ve mekanik bir dalgadır. Yayıldıkça, ortamın parçacıklarının değişen yoğunlaşma ve seyrekleşme alanları oluşur. Ultrason ve sesin ortamda yayılma hızları aynıdır (havada ~ 340 m/s, suda ve yumuşak dokularda ~ 1500 m/s). Bununla birlikte, ultrasonik dalgaların yüksek yoğunluğu ve kısa uzunluğu, bir takım spesifik özelliklere yol açar.

Ultrason bir madde içinde yayıldığında, bir ses dalgasının enerjisinin diğer enerji türlerine, özellikle ısıya geri dönüşümsüz bir geçişi meydana gelir. Bu fenomene denir ses emilimi. Parçacık salınımlarının genliğindeki azalma ve absorpsiyon nedeniyle US'nin yoğunluğu üsteldir:

burada A, A 0, maddenin yüzeyine yakın ve h derinliğindeki ortamın parçacıklarının salınımlarının genlikleridir; ben, ben 0 - ultrasonik dalganın karşılık gelen yoğunluğu; a- absorpsiyon katsayısı, ultrasonik dalganın frekansına, sıcaklığına ve ortamın özelliklerine bağlı olarak.

Absorpsiyon katsayısı - ses dalgasının genliğinin "e" faktörü ile düştüğü mesafenin tersi.

Absorpsiyon katsayısı ne kadar büyük olursa, ortam ultrasonu o kadar güçlü emer.

Absorpsiyon katsayısı (α), artan ultrason frekansı ile artar. Bu nedenle, ortamdaki ultrasonun zayıflaması, duyulabilir bir sesin zayıflamasından birçok kat daha yüksektir.

Birlikte absorpsiyon katsayısı, ve ultrasonik absorpsiyonun özellikleri olarak kullanılır. yarı emilim derinliği(H) ters bir ilişki ile ilişkilidir (H = 0.347/α).

Yarım emilim derinliği(H) ultrasonik dalganın yoğunluğunun yarıya indiği derinliktir.

Çeşitli dokularda absorpsiyon katsayısı ve yarı absorpsiyon derinliği değerleri tabloda sunulmaktadır. 5.1.

Gazlarda ve özellikle havada, ultrason büyük bir zayıflama ile yayılır. Sıvılar ve katılar (özellikle tek kristaller) kural olarak iyi ultrason iletkenleridir ve içlerindeki zayıflama çok daha azdır. Yani, örneğin suda, ultrasonik dalgaların zayıflaması, diğer şeyler eşit olmak üzere, havaya göre yaklaşık 1000 kat daha azdır. Bu nedenle, UHF ve UHF'nin kullanım alanları neredeyse tamamen sıvılar ve katılar içindir ve hava ve gazlarda sadece ULF kullanılır.

Isı salınımı ve kimyasal reaksiyonlar

Ultrasonun bir madde tarafından emilmesine, mekanik enerjinin maddenin iç enerjisine aktarılması eşlik eder ve bu da ısınmasına yol açar. En yoğun ısınma, yansıma katsayısı bire (%100) yakın olduğunda, ortamlar arasındaki arayüzlere bitişik alanlarda meydana gelir. Bunun nedeni, yansıma sonucunda sınıra yakın dalganın yoğunluğunun artması ve buna bağlı olarak emilen enerji miktarının artmasıdır. Bu deneysel olarak doğrulanabilir. Islak bir ele bir ultrason yayıcı takmak gerekir. Kısa süre sonra, cilt-hava arayüzünden yansıyan ultrasonun neden olduğu, ayanın karşı tarafında bir his (yanık ağrısına benzer) meydana gelir.

Karmaşık bir yapıya (akciğerler) sahip dokular, homojen dokulara (karaciğer) göre ultrason ısıtmasına daha duyarlıdır. Yumuşak dokular ve kemik arasındaki arayüzde nispeten büyük miktarda ısı açığa çıkar.

Dokuların derecelerle yerel olarak ısıtılması, biyolojik nesnelerin hayati aktivitesine katkıda bulunur, metabolik süreçlerin yoğunluğunu arttırır. Bununla birlikte, uzun süreli maruz kalma aşırı ısınmaya neden olabilir.

Bazı durumlarda, bireysel vücut yapıları üzerindeki lokal etkiler için odaklanmış ultrason kullanılır. Bu etki, kontrollü hipertermi elde etmenizi sağlar, yani. komşu dokuların aşırı ısınması olmadan 41-44 °C'ye kadar ısıtma.

Ultrason geçişine eşlik eden sıcaklıktaki bir artış ve büyük basınç düşüşleri, moleküllerle etkileşime girebilen iyonların ve radikallerin oluşumuna yol açabilir. Bu durumda, normal koşullar altında mümkün olmayan bu tür kimyasal reaksiyonlar meydana gelebilir. Ultrasonun kimyasal etkisi, özellikle bir su molekülünün H + ve OH - radikallerine bölünmesi ve ardından hidrojen peroksit H202 oluşumu ile kendini gösterir.

Akustik akımlar ve kavitasyon

Yüksek yoğunluklu ultrasonik dalgalara bir dizi spesifik etki eşlik eder. Bu nedenle, ultrasonik dalgaların gazlarda ve sıvılarda yayılmasına, akustik akış olarak adlandırılan ortamın hareketi eşlik eder (Şekil 5.5, a). Birkaç W / cm2 yoğunluğa sahip bir ultrasonik alandaki UHF aralığının frekanslarında, sıvı fışkırması meydana gelebilir (Şekil 5.5, b) ve çok ince bir sis oluşturmak için püskürtün. Ultrason yayılımının bu özelliği, ultrasonik inhalerlerde kullanılır.

Yoğun ultrasonun sıvılarda yayılması sırasında ortaya çıkan önemli olaylardan biri akustiktir. kavitasyon - mevcut kabarcıklardan ultrasonik alanda büyüme

Pirinç. 5.5. a) benzende 5 MHz frekanslı ultrasonun yayılmasından kaynaklanan akustik akış; b) sıvının içinden yüzeyine ultrasonik bir ışın düştüğünde oluşan sıvı pınarı (ultrason frekansı 1.5 MHz, yoğunluk 15 W/cm 2)

Ultrasonik bir frekansla titreşmeye başlayan ve pozitif basınç fazında çöken, bir mm boyutundaki fraksiyonlara kadar sıvılardaki mikroskobik gaz veya buhar çekirdekleri. Gaz kabarcıkları çöktüğünde, siparişin büyük yerel basınçları bin atmosfer, küresel şok dalgaları. Sıvıda bulunan parçacıklar üzerinde böylesine yoğun bir mekanik etki, ultrasonun termal etkisinin etkisi olmadan bile yıkıcı olanlar da dahil olmak üzere çeşitli etkilere yol açabilir. Mekanik etkiler, odaklanmış ultrasonun etkisi altında özellikle önemlidir.

Kavitasyon kabarcıklarının çökmesinin bir başka sonucu, moleküllerin iyonlaşması ve ayrışmasıyla birlikte içeriklerinin (yaklaşık 10.000 °C'ye kadar) kuvvetli bir şekilde ısınmasıdır.

Kavitasyon olgusuna, yayıcıların çalışma yüzeylerinin aşınması, hücre hasarı vb. Bununla birlikte, bu fenomen aynı zamanda bir dizi faydalı etkiye de yol açar. Böylece, örneğin, kavitasyon alanında, emülsiyonları hazırlamak için kullanılan maddenin daha fazla karıştırılması meydana gelir.

5.3. ultrason yansıması. ses görüşü

Tüm dalga türlerinde olduğu gibi, ultrasonda da yansıma ve kırılma fenomeni vardır. Bununla birlikte, bu fenomenler, yalnızca homojen olmamaların boyutları dalga boyu ile karşılaştırılabilir olduğunda fark edilir. Ultrasonik dalganın uzunluğu, ses dalgasının uzunluğundan önemli ölçüde daha azdır (λ = v/v). Böylece, sırasıyla 1 kHz ve 1 MHz frekanslarında yumuşak dokulardaki ses ve ultrasonik dalgaların uzunlukları eşittir: λ = 1500/1000 = 1.5 m;

1500/1.000.000 = 1.5x10 -3 m = 1.5 mm. Yukarıdakilere uygun olarak, 10 cm boyutundaki bir gövde, λ = 1,5 m dalga boyuna sahip sesi pratik olarak yansıtmaz, ancak λ = 1,5 mm'lik bir ultrasonik dalga için bir yansıtıcıdır.

Yansıma verimliliği sadece geometrik ilişkilerle değil, aynı zamanda orana bağlı olan yansıma katsayısı r ile de belirlenir. dalga empedansı x(bkz. formül 3.8, 3.9):

0'a yakın x değerleri için yansıma neredeyse tamamlanmıştır. Bu, ultrasonun havadan yumuşak dokulara geçişine engeldir (x = 3x10 -4, r= %99.88). Ultrasonik emitör doğrudan insan derisine uygulanırsa, ultrason içeriye nüfuz etmeyecek, ancak emitör ile cilt arasındaki ince bir hava tabakasından yansıtılacaktır. Bu durumda küçük değerler X olumsuz bir rol oynar. Hava tabakasını ortadan kaldırmak için cildin yüzeyi, yansımayı azaltan bir geçiş ortamı görevi gören uygun bir kayganlaştırıcı (su jölesi) tabakası ile kaplanır. Aksine, orta, küçük değerlerdeki homojen olmayanları tespit etmek için X olumlu bir faktördür.

Çeşitli dokuların sınırlarındaki yansıma katsayısı değerleri Tabloda verilmiştir. 5.2.

Alınan yansıyan sinyalin yoğunluğu, yalnızca yansıma katsayısının değerine değil, aynı zamanda yayıldığı ortam tarafından ultrasonun absorpsiyon derecesine de bağlıdır. Bir ultrasonik dalganın emilmesi, derinlikte bulunan bir yapıdan yansıyan yankı sinyalinin, yüzeye yakın bir yerde bulunan benzer bir yapıdan yansıma üzerine oluşandan çok daha zayıf olmasına yol açar.

Ultrasonik dalgaların homojen olmayanlardan yansımasına dayalı ses görme, tıbbi ultrason muayenelerinde (ultrason) kullanılır. Bu durumda, homojen olmayanlardan (bireysel organlar, tümörler) yansıyan ultrason, elektriksel titreşimlere ve ikincisi ışık titreşimlerine dönüştürülür, bu da ekranda belirli nesneleri ışığa karşı opak bir ortamda görmeyi mümkün kılar. Şekil 5.6 bir görüntüyü gösterir

Pirinç. 5.6. 17 haftalık bir insan fetüsünün 5 MHz ultrason görüntüsü

Ultrason ile elde edilen 17 haftalık insan fetüsü.

Ultrasonik aralıktaki frekanslarda bir ultrasonik mikroskop yaratılmıştır - geleneksel bir mikroskoba benzer bir cihaz, optik olana göre avantajı biyolojik çalışmaların nesnenin ön boyamasını gerektirmemesidir. Şekil 5.7, optik ve ultrasonik mikroskoplarla çekilmiş kırmızı kan hücrelerinin fotoğraflarını göstermektedir.

Pirinç. 5.7. Optik (a) ve ultrason (b) mikroskoplarla elde edilen kırmızı kan hücrelerinin fotoğrafları

Ultrasonik dalgaların frekansındaki artışla çözünürlük artar (daha küçük homojensizlikler tespit edilebilir), ancak nüfuz güçleri azalır, yani. ilgilenilen yapıların keşfedilebileceği derinlik azalır. Bu nedenle, ultrason frekansı, yeterli çözünürlüğü gerekli araştırma derinliği ile birleştirecek şekilde seçilir. Bu nedenle, doğrudan derinin altında bulunan tiroid bezinin ultrason çalışması için 7.5 MHz dalgalar kullanılır ve karın organlarının çalışması için 3.5-5.5 MHz frekans kullanılır. Ek olarak, yağ tabakasının kalınlığı da dikkate alınır: zayıf çocuklar için 5.5 MHz frekans kullanılır ve aşırı kilolu çocuklar ve yetişkinler için 3.5 MHz frekans kullanılır.

5.4. Ultrasonun biyofiziksel etkisi

Işınlanmış organ ve dokulardaki biyolojik nesneler üzerinde ultrasonun dalga boyunun yarısına eşit mesafelerdeki etkisi altında, birimlerden onlarca atmosfere kadar basınç farklılıkları meydana gelebilir. Bu tür yoğun etkiler, fiziksel doğası, ortamdaki ultrasonun yayılmasına eşlik eden mekanik, termal ve fizikokimyasal olayların birleşik etkisi ile belirlenen çeşitli biyolojik etkilere yol açar.

Ultrasonun dokular ve bir bütün olarak vücut üzerindeki genel etkisi

Ultrasonun biyolojik etkisi, yani. Ultrasona maruz kaldığında biyolojik nesnelerin hayati aktivitelerinde ve yapılarında meydana gelen değişiklikler esas olarak radyasyonun yoğunluğu ve süresi ile belirlenir ve organizmaların hayati aktivitesi üzerinde hem olumlu hem de olumsuz etkileri olabilir. Bu nedenle, nispeten düşük ultrason yoğunluklarında (1,5 W/cm2'ye kadar) meydana gelen partiküllerin mekanik titreşimleri, daha iyi metabolizmaya ve dokuların kan ve lenf ile daha iyi beslenmesine katkıda bulunan bir tür mikro doku masajı üretir. Dokuların fraksiyonlar ve derece birimleri ile lokal olarak ısıtılması, kural olarak, biyolojik nesnelerin hayati aktivitesine katkıda bulunur ve metabolik süreçlerin yoğunluğunu arttırır. ultrasonik dalgalar küçük ve orta yoğunluklar, normal fizyolojik süreçlerin akışını uyararak canlı dokularda olumlu biyolojik etkilere neden olur.

Belirtilen yoğunlukların ultrasonunun başarılı kullanımı, kronik siyatik, poliartrit, nevrit ve nevralji gibi hastalıkların rehabilitasyonunda nörolojide uygulama bulur. Ultrason, omurga hastalıklarının tedavisinde kullanılır, eklemler (eklemlerde ve boşluklarda tuz birikintilerinin yok edilmesi); eklemlere, bağlara, tendonlara vb. Zarar verdikten sonra çeşitli komplikasyonların tedavisinde.

Yüksek yoğunluklu ultrason (3-10 W / cm2), bireysel organlar ve bir bütün olarak insan vücudu üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir. Yüksek yoğunluklu ultrason neden olabilir

biyolojik ortamda akustik kavitasyon, hücrelerin ve dokuların mekanik olarak yok edilmesiyle birlikte. Ultrasona uzun süreli yoğun maruz kalma, biyolojik yapıların aşırı ısınmasına ve bunların tahrip olmasına (protein denatürasyonu, vb.) yol açabilir. Yoğun ultrasona maruz kalmanın uzun vadeli sonuçları olabilir. Örneğin, bazı üretim koşullarında meydana gelen 20-30 kHz frekansında uzun süre ultrasona maruz kaldığında, bir kişi sinir sistemi bozuklukları geliştirir, yorgunluk artar, sıcaklık önemli ölçüde yükselir ve işitme bozukluğu meydana gelir.

Çok yoğun bir ultrason bir kişi için ölümcüldür. Böylece İspanya'da 80 gönüllü ultrasonik türbülanslı motorlara maruz bırakıldı. Bu barbar deneyin sonuçları içler acısıydı: 28 kişi öldü, geri kalanı tamamen veya kısmen felç oldu.

Yüksek yoğunluklu ultrasonun ürettiği termal etki çok önemli olabilir: 20 s boyunca 4 W / cm2 gücünde ultrasonik ışınlama ile vücut dokularının 2-5 cm derinlikteki sıcaklığı 5-6 ° C artar .

Ultrasonik tesislerde çalışan kişilerde meslek hastalıklarını önlemek için, ultrasonik titreşim kaynaklarıyla temasın mümkün olduğu durumlarda, elleri korumak için 2 çift eldiven kullanılması gerekir: dış lastik ve iç - pamuk.

Ultrasonun hücresel düzeyde etkisi

ABD'nin biyolojik etkisinin altında ikincil fiziksel ve kimyasal etkiler de olabilir. Böylece akustik akımların oluşumu sırasında hücre içi yapıların karışması meydana gelebilir. Kavitasyon, biyopolimerlerdeki ve diğer hayati bileşiklerdeki moleküler bağların kırılmasına ve redoks reaksiyonlarının gelişmesine yol açar. Ultrason, biyolojik zarların geçirgenliğini arttırır, bu da difüzyon nedeniyle metabolik süreçlerin hızlanmasına neden olur. Sitoplazmik zardan çeşitli maddelerin akışındaki bir değişiklik, hücre içi ortamın bileşiminde ve hücrenin mikro ortamında bir değişikliğe yol açar. Bu, ortamdaki belirli maddelerin içeriğine duyarlı enzimleri içeren biyokimyasal reaksiyonların hızını etkiler.

diğer iyonlar. Bazı durumlarda, hücre içindeki ortamın bileşimindeki bir değişiklik, hücreler düşük yoğunluklu ultrasona maruz kaldığında gözlenen enzimatik reaksiyonların hızlanmasına yol açabilir.

Birçok hücre içi enzim potasyum iyonları tarafından aktive edilir. Bu nedenle, ultrason yoğunluğunun artmasıyla, hücre zarlarının depolarizasyonunun bir sonucu olarak hücre içi ortamdaki potasyum iyonlarının konsantrasyonu azaldığından, hücredeki enzimatik reaksiyonları baskılama etkisi daha olası hale gelir.

Ultrasonun hücreler üzerindeki etkisine aşağıdaki fenomenler eşlik edebilir:

Hücre zarlarının mikro ortamının, zarların yakınındaki çeşitli maddelerin konsantrasyon gradyanlarında bir değişiklik şeklinde ihlali, hücrenin içindeki ve dışındaki ortamın viskozitesinde bir değişiklik;

Normal ve kolaylaştırılmış difüzyonun hızlanması şeklinde hücre zarlarının geçirgenliğinde bir değişiklik, aktif taşımanın etkinliğinde bir değişiklik, zar yapısının ihlali;

Hücre içindeki çeşitli maddelerin konsantrasyonunda bir değişiklik, viskozitede bir değişiklik şeklinde hücre içi ortamın bileşiminin ihlali;

Enzimlerin çalışması için gerekli maddelerin optimal konsantrasyonlarındaki değişikliklerden dolayı hücredeki enzimatik reaksiyonların hızlarındaki değişiklikler.

Hücre zarlarının geçirgenliğindeki bir değişiklik, bir durumda hücre üzerinde etkili olan ultrasonik faktörlerin hangisinin baskın olduğuna bakılmaksızın, ultrasonik maruz kalmaya evrensel bir yanıttır.

Yeterince yüksek bir ultrason yoğunluğunda, membranlar yok edilir. Bununla birlikte, farklı hücreler farklı dirence sahiptir: bazı hücreler 0,1 W/cm2 yoğunlukta, diğerleri 25 W/cm2 yoğunlukta yok edilir.

Belirli bir yoğunluk aralığında, ultrasonun gözlemlenen biyolojik etkileri tersine çevrilebilir. 0,8-2 MHz frekansında bu aralığın üst sınırı 0,1 W/cm2 eşik olarak alınır. Bu sınırın aşılması, hücrelerde belirgin yıkıcı değişikliklere yol açar.

Mikroorganizmaların yok edilmesi

Sıvıda bulunan bakteri ve virüsleri yok etmek için kavitasyon eşiğini aşan bir yoğunluğa sahip ultrasonik ışınlama kullanılır.

5.5. Tıpta ultrason kullanımı: terapi, cerrahi, teşhis

Ultrason etkisi altındaki deformasyonlar, ortamın öğütülmesinde veya dağıtılmasında kullanılır.

Kavitasyon olgusu, karışmayan sıvıların emülsiyonlarını elde etmek, metalleri kireç ve yağlı filmlerden temizlemek için kullanılır.

ultrason tedavisi

Ultrasonun terapötik etkisi mekanik, termal, kimyasal faktörlerden kaynaklanmaktadır. Ortak eylemleri, zarların geçirgenliğini artırır, kan damarlarını genişletir, metabolizmayı iyileştirir, bu da vücudun denge durumunu düzeltmeye yardımcı olur. Kalbe, akciğerlere ve diğer organlara ve dokulara nazikçe masaj yapmak için dozlanmış bir ultrason ışını kullanılabilir.

Kulak burun boğazda, ultrason kulak zarını, burun mukozasını etkiler. Bu şekilde kronik rinit, maksiller boşluk hastalıklarının rehabilitasyonu gerçekleştirilir.

FONOFOREZ - ilaçların ultrason kullanılarak cildin gözeneklerinden dokulara sokulması. Bu yöntem elektroforeze benzer, ancak elektrik alanından farklı olarak ultrasonik alan sadece iyonları değil, aynı zamanda şarj edilmemiş parçacıklar. Ultrasonun etkisi altında, hücre zarlarının geçirgenliği artar, bu da ilaçların hücreye nüfuz etmesine katkıda bulunurken, elektroforez sırasında ilaçlar esas olarak hücreler arasında konsantre edilir.

OTOHEMOTERAPİ - Bir kişinin damarından alınan kendi kanının kas içine enjeksiyonu. Bu prosedür, alınan kan infüzyondan önce ultrason ile ışınlanırsa daha etkilidir.

Ultrason ışınlaması, hücrenin kimyasalların etkilerine duyarlılığını arttırır. Bu, daha az zararlı oluşturmanıza olanak tanır

aşılar, çünkü üretimlerinde daha düşük konsantrasyonlarda kimyasallar kullanılabilir.

Ultrasona ön maruz kalma, γ- ve mikrodalga radyasyonunun tümörler üzerindeki etkisini artırır.

İlaç endüstrisinde, belirli tıbbi maddelerin emülsiyonlarını ve aerosollerini üretmek için ultrason kullanılır.

Fizyoterapide, ultrason, uygun bir yayıcı yardımıyla gerçekleştirilen, bir merhem bazından vücudun belirli bir bölgesine uygulanan temasla gerçekleştirilen lokal maruziyet için kullanılır.

ultrason ameliyatı

Ultrason cerrahisi, biri ses titreşimlerinin dokular üzerindeki etkisiyle, ikincisi - ultrasonik titreşimlerin cerrahi bir alete uygulanmasıyla ilişkili olan iki çeşide ayrılır.

Tümörlerin yok edilmesi. Hastanın vücuduna monte edilmiş birkaç emitör, tümöre odaklanan ultrason ışınları yayar. Her bir ışının şiddeti sağlıklı dokuya zarar vermek için yetersizdir ancak ışınların birleştiği yerde yoğunluk artar ve tümör kavitasyon ve ısı ile yok edilir.

Ürolojide ultrasonun mekanik etkisi ile idrar yolundaki taşlar ezilir ve bu da hastaları ameliyattan kurtarır.

Yumuşak dokuların kaynağı. Kesilmiş iki kan damarını bir araya getirir ve birbirine bastırırsanız, ışınlamadan sonra bir kaynak oluşur.

Kemikleri kaynaklamak(ultrasonik osteosentez). Kırık alanı, ultrason etkisi altında hızla polimerize olan sıvı bir polimer (siyarin) ile karıştırılmış ezilmiş kemik dokusu ile doldurulur. Işınlamadan sonra, yavaş yavaş çözülen ve kemik dokusu ile değiştirilen güçlü bir kaynak oluşur.

Ultrasonik titreşimlerin cerrahi aletler üzerinde süperpozisyonu(neşterler, eğeler, iğneler) kesme kuvvetlerini önemli ölçüde azaltır, ağrıyı azaltır, hemostatik ve sterilize edici etkiye sahiptir. Kesici takımın 20-50 kHz frekansında salınım genliği 10-50 mikrondur. Ultrason neşterleri, göğüs kafesini açmadan solunum organlarında operasyonlara izin verir,

yemek borusu ve kan damarlarında operasyonlar. Bir damara uzun ve ince bir ultrason neşteri sokarak damardaki kolesterol kalınlaşmalarını yok etmek mümkündür.

Sterilizasyon. Ultrasonun mikroorganizmalar üzerindeki yıkıcı etkisi, cerrahi aletleri sterilize etmek için kullanılır.

Bazı durumlarda ultrason, örneğin diğer fiziksel etkilerle birlikte kullanılır. kriyojenik, hemanjiyomların ve yara izlerinin cerrahi tedavisinde.

ultrason teşhisi

Ultrason teşhisi, ultrason kullanımına dayalı olarak sağlıklı ve hasta bir insan vücudunu incelemek için bir dizi yöntemdir. Ultrason teşhisinin fiziksel temeli, biyolojik dokulardaki ses yayılma parametrelerinin (ses hızı, zayıflama katsayısı, dalga direnci) doku tipine ve durumuna bağımlılığıdır. Ultrason yöntemleri, vücudun iç yapılarını görselleştirmenin yanı sıra vücut içindeki biyolojik nesnelerin hareketini incelemeyi mümkün kılar. Ultrason teşhisinin ana özelliği, yoğunluk veya elastikiyet açısından biraz farklılık gösteren yumuşak dokular hakkında bilgi edinme yeteneğidir. Ultrason muayene yöntemi oldukça hassastır, röntgen ile tespit edilemeyen oluşumları tespit etmek için kullanılabilir, kontrast madde kullanımını gerektirmez, ağrısızdır ve herhangi bir kontrendikasyonu yoktur.

Teşhis amacıyla, 0,8 ila 15 MHz'lik bir ultrason frekansı kullanılır. Düşük frekanslar, derin yerleşimli nesnelerin incelenmesinde veya kemik dokusu yoluyla yürütülen bir çalışmada kullanılır; yüksek frekanslar, vücudun yüzeyine yakın nesneleri görselleştirmek için, oftalmolojide teşhis için ve yüzeysel olarak yerleştirilmiş damarların çalışmasında kullanılır.

Ultrason teşhisinde en yaygın kullanılanı, darbeli ultrason sinyallerinin yansımasına veya saçılmasına dayanan ekolokasyon yöntemleridir. Elde etme yöntemine ve bilgilerin sunumunun doğasına bağlı olarak, ultrason teşhisi için cihazlar 3 gruba ayrılır: A tipi göstergeli tek boyutlu cihazlar; M tipi göstergeli tek boyutlu aletler; B tipi göstergeli iki boyutlu aletler.

A tipi bir cihaz kullanılarak yapılan ultrason teşhisinde, bir temas maddesi aracılığıyla incelenen vücut bölgesine kısa (yaklaşık 10 -6 s) ultrason darbeleri yayan bir emitör uygulanır. Darbeler arasındaki duraklamalarda, cihaz dokulardaki çeşitli homojensizliklerden yansıyan darbeleri alır. Amplifikasyondan sonra, bu darbeler, yatay hattan ışın sapmaları şeklinde katot ışın tüpünün ekranında gözlenir. Yansıyan darbelerin tam modeli denir tek boyutlu ekogram tipi A.Şekil 5.8, gözün ekoskopisinden elde edilen bir ekogramı göstermektedir.

Pirinç. 5.8. A-yöntemi ile gözün ekoskopisi:

1 - korneanın ön yüzeyinden yankı sinyali; 2, 3 - lensin ön ve arka yüzeylerinden gelen yankı sinyalleri; 4 - retinadan ve göz küresinin arka kutbundaki yapılardan gelen yankı sinyali

Çeşitli tiplerdeki dokuların ekogramları, darbe sayısı ve genliği bakımından birbirinden farklıdır. A tipi ekogramın analizi birçok durumda patolojik alanın durumu, derinliği ve kapsamı hakkında ek bilgi sağlar.

A tipi endikasyonlu tek boyutlu cihazlar nöroloji, beyin cerrahisi, onkoloji, kadın hastalıkları, göz hastalıkları ve tıbbın diğer alanlarında kullanılmaktadır.

M tipi göstergeli cihazlarda, amplifikasyondan sonra yansıyan darbeler, katot ışını tüpünün modüle edici elektrotuna beslenir ve parlaklığı darbe genliği ve genişliği ile süresi ile ilgili olan tireler olarak temsil edilir. Bu çizgilerin zaman içindeki gelişimi, bireysel yansıtıcı yapıların bir resmini verir. Bu tip endikasyon kardiyografide yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir ultrason kardiyogramı, hafızalı bir katot ışın tüpü kullanılarak veya bir kağıt kayıt cihazına kaydedilebilir. Bu yöntem, kalp elemanlarının hareketlerini kaydeder, bu da mitral kapak darlığı, doğuştan kalp kusurları vb. Belirlemeyi mümkün kılar.

A ve M tipi kayıt yöntemlerini kullanırken dönüştürücü hastanın vücudunda sabit bir konumdadır.

B tipi gösterge durumunda, dönüştürücü vücudun yüzeyi boyunca hareket eder (tarar) ve katot ışın tüpünün ekranına iki boyutlu bir ekogram kaydedilir ve incelenen vücut bölgesinin enine kesitini yeniden üretir.

B yönteminin bir varyantı çoklu tarama, sensörün mekanik hareketinin, aynı hat üzerinde bulunan bir dizi elemanın sıralı elektriksel anahtarlaması ile değiştirildiği. Çoklu tarama, çalışılan bölümleri neredeyse gerçek zamanlı olarak gözlemlemeyi mümkün kılar. B yönteminin başka bir versiyonu, ekosonda hareketinin olmadığı, ancak ultrason ışınının giriş açısının değiştiği sektör taramasıdır.

B tipi endikasyonlu ultrason cihazları onkoloji, kadın hastalıkları ve doğum, üroloji, kulak burun boğaz, oftalmoloji vb. alanlarda kullanılmaktadır. B tipi cihazların multiscanning ve sektör tarama ile modifikasyonları kardiyolojide kullanılmaktadır.

Ultrason teşhisinin tüm ekolokasyon yöntemleri, bir şekilde vücudun içinde farklı dalga empedanslarına sahip bölgelerin sınırlarını kaydetmeye izin verir.

Yeni bir ultrason tanı yöntemi - rekonstrüktif (veya hesaplamalı) tomografi - ses yayılım parametrelerinin uzamsal dağılımını verir: zayıflama katsayısı (yöntemin zayıflama modifikasyonu) veya ses hızı (kırılma modifikasyonu). Bu yöntemde cismin incelenen bölümü farklı yönlerde tekrar tekrar seslendirilir. Sondaj koordinatları ve yanıt sinyalleri ile ilgili bilgiler bir bilgisayarda işlenir ve bunun sonucunda ekranda yeniden yapılandırılmış bir tomogram görüntülenir.

Son zamanlarda, bir yöntem tanıtıldı elastometri hem normal koşullarda hem de mikrozun çeşitli aşamalarında karaciğer dokularının incelenmesi için. Yöntemin özü aşağıdaki gibidir. Sensör, gövde yüzeyine dik olarak monte edilir. Sensöre yerleştirilmiş bir vibratör yardımıyla, düşük frekanslı bir ses mekanik dalgası (ν = 50 Hz, A = 1 mm) oluşturulur, yayılma hızı alttaki karaciğer dokuları üzerinde ultrason kullanılarak frekansla tahmin edilir. ν = 3.5 MHz (aslında ekolokasyon gerçekleştirilir). kullanma

dokunun E modülü (esnekliği). Hasta için karaciğer pozisyonunun izdüşümünde interkostal boşluklarda bir dizi (en az 10) ölçüm yapılır. Tüm verilerin analizi otomatik olarak gerçekleşir, cihaz hem sayısal hem de renk biçiminde sunulan nicel bir elastikiyet (yoğunluk) değerlendirmesi verir.

Vücudun hareketli yapıları hakkında bilgi edinmek için, çalışmaları Doppler etkisine dayanan yöntemler ve cihazlar kullanılır. Bu tür cihazlar genellikle iki piezoelektrik eleman içerir: sürekli modda çalışan bir ultrasonik yayıcı ve yansıyan sinyallerin bir alıcısı. Hareket eden bir nesneden (örneğin damar duvarından) yansıyan ultrasonik dalganın frekansındaki Doppler kaymasını ölçerek, yansıtan nesnenin hızı belirlenir (bkz. formül 2.9). Bu türdeki en gelişmiş cihazlar, uzayda belirli bir noktadan bir sinyal izole etmeyi mümkün kılan darbe-Doppler (tutarlı) konum belirleme yöntemini kullanır.

Doppler etkisini kullanan cihazlar hastalıkları teşhis etmek için kullanılır kardiyovasküler sistemin(tanım

kalp bölümlerinin ve kan damarlarının duvarlarının hareketi), obstetrikte (cenin kalp atışının incelenmesi), kan akışını incelemek vb.

Organlar, komşu oldukları yemek borusundan incelenir.

Ultrasonik ve röntgen "iletimlerinin" karşılaştırılması

Bazı durumlarda, ultrasonik transillüminasyon, X-ray'e göre bir avantaja sahiptir. Bunun nedeni, X-ışınlarının "yumuşak" dokuların arka planına karşı "sert" dokuların net bir görüntüsünü vermesidir. Örneğin, yumuşak dokuların arka planında kemikler açıkça görülebilir. Diğer yumuşak dokuların arka planına karşı yumuşak dokuların bir X-ışını görüntüsünü elde etmek için (örneğin, kasların arka planına karşı bir kan damarı), damar, X-ışınlarını iyi emen bir madde (kontrast maddesi) ile doldurulmalıdır. Ultrasonik transillüminasyon, zaten belirtilen özelliklerden dolayı, bu durumda kontrast maddelerinin kullanılmadığı bir görüntü verir.

X-ışını muayenesi ile yoğunluk farkı %10'a kadar, ultrason ile - %1'e kadar farklılaştırılır.

5.6. Infrasound ve kaynakları

kızılötesi- insanların duyabileceği frekans aralığının altında kalan frekanslara sahip elastik salınımlar ve dalgalar. Genellikle 16-20 Hz, infrasonik aralığın üst sınırı olarak alınır. Böyle bir tanım keyfidir, çünkü yeterli yoğunlukta işitsel algı birkaç Hz'lik frekanslarda da meydana gelir, ancak bu durumda duyumun tonal karakteri kaybolur ve sadece bireysel salınım döngüleri ayırt edilebilir hale gelir. Infrasound'un alt frekans limiti belirsizdir; şu anda, çalışma alanı yaklaşık 0.001 Hz'e kadar uzanmaktadır.

Infrasonik dalgalar, hava ve su ortamlarında ve ayrıca yer kabuğunda (sismik dalgalar) yayılır. Infrasound'un temel özelliği, düşük frekansından dolayı düşük absorpsiyondur. Derin denizde ve atmosferde yer seviyesinde yayılırken, 10-20 Hz frekanslı infrasonik dalgalar, 1000 km mesafede birkaç desibelden fazla olmayan bir oranda azalır. duyulduğu bilinmektedir

volkanik patlamalar ve atom patlamaları dünyayı defalarca turlayabilir. Büyük dalga boyundan dolayı, çok az kızılötesi saçılımı vardır. Doğal ortamlarda, yalnızca çok büyük nesneler - tepeler, dağlar, yüksek binalar - fark edilir bir saçılma yaratır.

Doğal kızılötesi kaynaklar meteorolojik, sismik ve volkanik olaylardır. Infrasound, atmosferik ve okyanusal türbülanslı basınç dalgalanmaları, rüzgar, deniz dalgaları (gelgit dalgaları dahil), şelaleler, depremler ve toprak kaymaları tarafından üretilir.

İnsan faaliyetleriyle ilişkili infrasound kaynakları patlamalar, silah sesleri, süpersonik uçaklardan gelen şok dalgaları, kazık sürücülerinin, jet motorlarının vb. etkileridir. Infrasound, motorların ve proses ekipmanlarının gürültüsünde bulunur. Endüstriyel ve ev uyarıcıları tarafından üretilen bina titreşimleri, kural olarak, infrasonik bileşenler içerir. Taşıma gürültüsü, infrasonik çevre kirliliğine önemli bir katkıda bulunur. Örneğin, 100 km / s hızındaki arabalar, 100 dB'ye kadar bir yoğunluk seviyesine sahip infrasound oluşturur. Büyük gemilerin motor bölmesinde, çalışan motorlar tarafından oluşturulan, 7-13 Hz frekans ve 115 dB yoğunluk seviyesi ile infrasonik titreşimler kaydedildi. Yüksek katlı binaların üst katlarında, özellikle kuvvetli rüzgarlarda, infrasound şiddeti düzeyine ulaşır.

Infrasound'u izole etmek neredeyse imkansızdır - düşük frekanslarda, tüm ses emici malzemeler etkinliklerini neredeyse tamamen kaybeder.

5.7. Infrasound'un insanlar üzerindeki etkisi. Tıpta kızılötesi kullanımı

Kural olarak, kızılötesi bir kişi üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir: depresif bir ruh hali, yorgunluk, baş ağrısı, tahrişe neden olur. Düşük yoğunluklu kızılötesine maruz kalan bir kişi "deniz tutması", mide bulantısı, baş dönmesi semptomları geliştirir. Baş ağrısı var, yorgunluk artıyor, işitme zayıflıyor. 2-5 Hz frekansında

ve 100-125 dB'lik bir yoğunluk seviyesinde, subjektif tepki kulakta bir baskı hissine, yutma güçlüğüne, sesin zorla modülasyonuna ve konuşmada zorluğa indirgenir. Infrasound'un etkisi görmeyi olumsuz etkiler: görme işlevleri bozulur, görme keskinliği azalır, görüş alanı daralır, uyum yeteneği zayıflar ve gözlenen nesneyi gözle sabitlemenin stabilitesi bozulur.

100 dB'lik bir yoğunluk seviyesinde 2-15 Hz frekansında gürültü, ok göstergelerinin izleme hatasında bir artışa neden olur. Göz küresinin sarsıcı bir seğirmesi, denge organlarının işlevinin ihlali var.

Eğitim sırasında kızılötesine maruz kalan pilotlar ve kozmonotlar, basit aritmetik problemlerini bile çözmede daha yavaştı.

Kötü hava koşullarında insanların durumundaki, iklim koşullarıyla açıklanan çeşitli anormalliklerin, aslında infrasonik dalgalara maruz kalmanın sonucu olduğu varsayımı vardır.

Orta şiddette (140-155 dB) bayılma ve geçici görme kaybı olabilir. Yüksek yoğunluklarda (yaklaşık 180 dB), ölümcül bir sonuçla felç meydana gelebilir.

Infrasound'un olumsuz etkisinin, insan vücudunun bazı organlarının ve bölümlerinin doğal titreşim frekanslarının infrasonik bölgede olmasından kaynaklandığı varsayılmaktadır. Bu istenmeyen rezonans fenomenlerine neden olur. Bir kişi için bazı doğal salınım frekanslarını belirtiyoruz:

Yüzüstü pozisyonda insan vücudu - (3-4) Hz;

Göğüs - (5-8) Hz;

Karın boşluğu - (3-4) Hz;

Gözler - (12-27) Hz.

Infrasound'un kalp üzerindeki etkisi özellikle zararlıdır. Yeterli güçle, kalp kasının zorunlu salınımları meydana gelir. Rezonansta (6-7 Hz), genlikleri artar ve bu da kanamaya neden olabilir.

Tıpta kızılötesi kullanımı

Son yıllarda, infrasound tıbbi uygulamada yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Yani, oftalmolojide, kızılötesi dalgalar

miyopi tedavisinde 12 Hz'e kadar olan frekanslarda kullanılır. Göz kapağı hastalıklarının tedavisinde, fonoforez (Şekil 5.9) ve ayrıca yara yüzeylerini temizlemek, göz kapaklarında hemodinamik ve rejenerasyonu iyileştirmek, masaj (Şekil 5.10), vb. için infrasound kullanılır.

Şekil 5.9, yenidoğanlarda gözyaşı kanallarının gelişimindeki bir anomaliyi tedavi etmek için infrasound kullanımını göstermektedir.

Tedavinin aşamalarından birinde gözyaşı kesesine masaj yapılır. Bu durumda, infrasound üreteci gözyaşı kesesinde aşırı basınç oluşturur ve bu da gözyaşı kanalındaki embriyonik dokunun yırtılmasına katkıda bulunur.

Pirinç. 5.9. Infrasonik fonoforez şeması

Pirinç. 5.10. Lakrimal kese masajı

5.8. Temel kavramlar ve formüller. tablolar

Tablo 5.1. 1 MHz frekansında absorpsiyon katsayısı ve yarı absorpsiyon derinliği

Tablo 5.2.Çeşitli dokuların sınırlarındaki yansıma katsayısı

5.9. Görevler

1. Küçük homojen olmayanlardan dalgaların yansıması, boyutları dalga boyunu aştığında fark edilir hale gelir. ν = 5 MHz frekansında ultrason teşhisi ile tespit edilebilecek minimum böbrek taşı boyutunu tahmin edin. Ultrasonik dalgaların hızı v= 1500 m/sn.

Karar

Dalga boyunu bulalım: λ \u003d v / ν \u003d 1500 / (5 * 10 6) \u003d 0.0003 m \u003d 0,3 mm. d > λ.

Cevap: d > 0,3 mm.

2. Bazı fizyoterapi prosedürlerinde ultrason frekansı ν = 800 kHz ve yoğunluk I = 1 W/cm2 kullanılır. Yumuşak doku moleküllerinin titreşim genliğini bulun.

Karar

Mekanik dalgaların yoğunluğu formül (2.6) ile belirlenir.

Yumuşak dokuların yoğunluğu ρ « 1000 kg/m 3 .

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

yumuşak dokuda ultrason hızı ν ≈ 1500 m/sn.

Yoğunluğu SI'ye dönüştürmek gerekir: I \u003d 1 W / cm 2 \u003d 10 4 W / m2.

Son formüldeki sayısal değerleri değiştirerek şunu buluruz:

Ultrason geçişi sırasında moleküllerin bu kadar küçük yer değiştirmesi, etkisinin hücresel düzeyde tezahür ettiğini gösterir. Cevap: A = 0.023 µm.

3. Çelik parçalar, ultrasonik kusur dedektörü ile kalite açısından kontrol edilir. Parçada hangi derinlikte h bir çatlak tespit edildi ve 0.1 ms ve 0.2 ms sonra bir ultrasonik sinyalin yayınlanmasından sonra iki yansıyan sinyal alındıysa parçanın kalınlığı d nedir? Çelikte bir ultrasonik dalganın yayılma hızı eşittir v= 5200 m/sn.

Karar

2h = televizyon →h = televizyon/2. Cevap: h = 26 cm; d=52 cm.

ultrason Normal insan kulağının duyabileceği üst sınırın üzerinde olan bir sestir. Ultrasonik cihazlar, 20$ kHz ile birkaç gigahertz arasında değişen frekanslarda çalışır.

Şekil 1. Frekans bantları

Doğada ultrason

Yarasalar, avlanma yeteneklerini geliştirmek için yüksek frekanslı (kısa dalga boylu) ultrasonik dalgalar kullanır. Tipik bir yarasa avı, yarasanın kendisinden çok daha büyük olmayan bir nesne olan güvedir. Yarasalar, akrabalarını havada bulmak için ultrasonik ekolokasyon tekniklerini kullanır.

Şekil 2. Yarasalar karanlıkta gezinmek için ultrason kullanır

Ama neden ultrason? Bu sorunun cevabı kırınım fiziğinde yatmaktadır. Dalga boyu, karşılaştığı engelden daha kısa hale geldiğinden, dalga artık etrafında dağılamaz ve sonuç olarak yansır. Yarasalar, avlarının boyutundan daha küçük dalga boylarına sahip ultrasonik dalgalar kullanır. Bu ses dalgaları avla çarpışacak ve avın etrafında kırılmak yerine avdan sekerek farenin ekolokasyon ile avlanmasına izin verecek.

Normal işitmeye sahip köpekler ultrasonu duyabilir.

Yunuslar da dahil olmak üzere dişli balinalar ultrasonu duyabilir ve bu sesleri navigasyon sistemlerinde (biyosonar) kullanabilir.

Ultrason elde etme yöntemleri

1. mekanik yol- titreşim sistemleri (teller, elastik plakalar, borular).
2. termal yöntem- sıcaklıkta veya darbeli akımda sabit bir artışla sıvılarda ve gazlarda elektrik boşalmalarından.
3. optik yol- lazer, çok çeşitli ultrasonik frekanslarda elastik dalgalar üretebilir.

kızılötesi

tanım 1

kızılötesi- Frekansları çok düşük olduğu için insan kulağının duyamadığı ses dalgaları.

Şekil 3. Rüzgar çiftlikleri kızılötesi üretir

Infrasound, uzun mesafelerin üstesinden gelme ve engelleri aşma yeteneği ile karakterize edilir ve ayrıca çok uzun bir dalga boyuna sahiptir - 17 $ m'nin üzerinde.

Doğal kızılötesi kaynaklar şunlardır: fırtınalar, dalgalar, çığlar, depremler, volkanlar, şelaleler, yıldırım.

Infrasound'un etkisi

Ses altı frekansları 0.1$ ile 20$ Hz arasında ölçülür. Infrasound veya 20$ Hz'nin altındaki ses frekansları kulak tarafından algılanmaz.

Açıklama 1

Infrasound'un etkilerine ilişkin araştırmalar çoğunlukla hayvanlar üzerinde yapıldığından, infrasound'un insan vücudu üzerindeki etkisi tam olarak anlaşılamamaktadır. Birçok çalışma, yüksek düzeyde ses ötesi sese maruz kaldığında, kulaklarda basınç hissi, rahatsızlık, aşırı yorgunluk, uyuşukluk ve hatta ilgisizlik ve depresyon olabileceğini göstermektedir. Hayvan çalışmaları, çok yüksek yoğunluklu infrasonun kulağın yapısında ciddi hasara neden olabileceğini göstermiştir. Ancak infrasound kaynaklarının günlük yaşamdaki zararlarına işaret eden güvenilir çalışmalar bulunmamaktadır. Yalnızca bu tür seslerin çok yüksek frekanslarına maruz kalmak sağlığınız için tehlikeli olabilir. Bu alandaki önceki çalışmaların sonuçları karışıktır ve duyarlılık her kişi için bireyseldir.

Hayvanların doğal afetler sonucunda yeryüzünden geçen ses ötesi dalgaları algıladıkları ve bunları uyarı olarak kullanabildikleri bilinmektedir. Bu fenomenin yakın tarihli bir örneği, 2004$'lık Hint Okyanusu depremi ve tsunamisidir. Asya kıyılarında hayvanlar gerçek tsunaminin önünde koşmaya başladı. Kesin nedenin bu olup olmadığı kesin olarak bilinmiyor, ancak bazıları bu hayvanları kaçmaya iten şeyin infrasonik dalgalardan ziyade elektromanyetik bir dalganın etkisi olabileceğine inanıyor.

örnek 1

Yarasa $6.0\ (m)/(s)$ hızında duvara dik olarak uçar ve $v=45\ kHz$ frekansında ultrason yayar. Yarasa $v_1$ ve $v_2$ hangi iki ses frekansını duyar? Sesin havada yayılma hızı $c=340\ (m)/(s)$'dır.

Doppler ilkesine göre, gözlemci tarafından algılanan sesin frekansı formülle belirlenir.

koşula göre

(2) -- yarasa hızı.

Yarasa sesi duyacak ve duvardan sıçrayacaktır. Formül (1)'den doğrudan ses için elimizde

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

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