Siêu âm và một vài ứng dụng

Chia sẻ: Ha Quynh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

72
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thế kỷ 19, Kranj, nhà khoa học Đức đã thông qua thực nghiệm và rút ra : 20.000Hz là giới hạn lớn nhất tai người có thể nghe được.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Siêu âm và một vài ứng dụng

Siêu âm và một vài ứng dụng Thế kỷ 19, Kranj, nhà khoa học Đức đã thông qua thực nghiệm và rút ra : 20.000Hz là giới hạn lớn nhất tai người có thể nghe được. Sau này người ta gọi loại sóng có độ lớn hơn 20.000Hz mà con người không nghe thấy là sóng siêu âm. Sóng siêu âm có hai đặc tính quan trọng: thứ nhất là tính định hướng. Do tần suất của sóng siêu âm rất cao, cho nên bước sóng rất ngắn, bởi vậy nó có thể truyền theo đường thẳng như ánh sáng mà không giống một số sóng âm có bước sóng tương đối dài. Sóng siêu âm va vào vật cản sẽ phản xạ trở lại, bằng cách tiếp nhận và phân tích sóng phản xạ, có thể dự đoán phương hướng và khoảng cách của vật cản. Trong thế giới tự nhiên, con dơi cũng dùng giác quan để phát ra sóng siêu âm, dùng tai để tiếp nhận sóng phản xạ để phân biệt vạt cản, bởi vậy trong hang tối nó có thể bay lượn thoải mái, mà vẫn có thể bắt những con mồi nhỏ một cách chuẩn xác. Đặc điểm thứ hai của sóng siêu âm là nó có thể truyền trong nướcvới khoảng cách rất xa.trong không khí, sóng siêu âm của 30.000Hz, có thể truyền về phía trước 24m thì cường độ giảm xuống một nửa,nhưng ở trong nước, nó truyền
về ở phía trước 44.000m thì cường độ mới giảm một nữa , tức là gấp khoảng 400 lần so với khoảng cách truyền trong không khí. Do ánh sáng và sóng điện từ khác trong nước truyền nối tiếp, không đi được xa, bởi vậy sóng siêu âm trở thành phương tiện đầu tiên để thám hiểm vật thể dưới nước. Trong đại chiến thế giới thứ nhất, nước Đức tàu ngầm bằng hải dương rộng lớn làm vật che đỡ, liên tiếp tấn công tuần dương của Pháp và Anh. Cùng lúc đó, một nhà khoa học Pháp đã đi sâu nghiên cứu, phát minh ra một loại thiết bị gọi là Sona. Sona do hai bộ phận máy tiếp nhận và phát sóng siêu âm. Máy phát chủ động phát ra sóng siêu âm, máy tiếp nhận tiếp nhận và đo lường trắc nghiệm các loại tiếng vọng trở lại, thông qua tính khoảng cách thời gian tín hiệu phát ra và thu về, đã phát hiện các mục tiêu. Sona chủ động chính xác không những có thể xác định vị trí hình dáng mục tiêu, thậm chí còn có thể phát hiện ra địch có khả năng thay nhiều ca nô. Thời kỳ hòa bình, Sona còn được dùng để tìm kiếm các luồng cá, đo lường và xác định đá ngầm, hướng dẫn tàu ở các bến cảng. Dùng Sona quét hiện đại để thăm dò tình hình dưới đáy biển, nó có thể thể hiện rõ ràng biển cả lên trên trang giấy,²Hình ảnh của biển cả²đã được vẽ ra chính xác, sai số không vượt quá 20 cm. Giống như nguyên lý trên, sóng siêu âm thâm nhập vào thân thể con người, sóng phản xạ sinh ra thông qua thiết bị xử lý điện tử, trạng thái sinh lý và quan hệ giữa các bộ phận rõ nét về trạng thái sinh lý và quan hệ giữa các bộ phận vị trí lớn nhỏ của nội tạng thân thể con người cũng được phản ánh rõ ràng. Trong bệnh viện mọi người đều quen làm kiểm tra siêu âm, chính là dùng sóng siêu âm để kiểm tra cơ quan nội tạng quan trọng như gan, túi mật, tụy và tử cung, khoang chậu, buồng trứng, kịp thời phát hiện sự biến đổi của bệnh như khối u, sỏi đồng thời lợi dụng sóng siêu âm, bác sĩ còn có thể tiến hành kiểm tra thai nhi trong bụng sản phụ. Ứng dụng của nguyên tắc kiểm tra bằng sóng siêu âm đã được sử dụng trong các công trình, chính là siêu âm dò vết rạn. Chỉ cần một sóng siêu âm phóng vào công trình, gặp vết nứt, rỗ, bọt ẩn giấu trong công trình, sóng siêu âm sẽ liên tục
tạo ra sóng phản xạ không, ngừng do vậy một thiếu sót nhỏ cũng không qua được sự kiểm tra của nó, sóng siêu âm trở thành công cụ hữu hiệu của kỹ sư. Những màu sắc huyền ảo của bong bóng xà phòng Ban ngày khi quan sát bong bóng xà phòng hay những vết dầu loang trên mặt nước, ta thấy những vân màu sặc sỡ. Sự xuất hiện của các vân này như thế nào? Về mặt vật lý, những vân màu sặc sỡ trên bong bóng xà phòng hoặc trên vết dầu loang mặt nước, thực chất là hình ảnh thu được từ kết quả của sự giao thoa ánh sáng. Màng bong bóng xà phòng là một lớp nước mỏng (cỡ phần nghìn milimét) trong suốt còn vết dầu loang cũng là một màng như vậy. Hai mặt của màng cùng phản xạ ánh sáng (như hai mặt tấm kính thông thường)
Những tia sáng phát đi từ một điểm S, phản xạ ở mặt trên của màng và rọi vào mắt. Trong số rất nhiều tia sáng phát đi từ S có những tia phản xạ ở mặt dưới của màng và cũng rọi vào mắt . Vì màng rất mỏng nên đối với mắt, những tia này như là được phát đi từ cùng một điể. Khi chúng được thủy tinh thể của mắt hội tụ lên võng mạc, chúng gặp nhau và giao thoa với nhau. Khi giao thoa, chúng có thể tăng cường hoặc triệt tiêu nhau. Chùm ánh sáng rọi vào màng là chùm sáng trắng có đủ các màu ứng với nhiều bước sóng khác nhau, nên cùng một lúc ở cùng một điểm nếu sóng ánh sáng màu này bị triệt tiêu, thì sóng ánh sáng màu khác lại có thể được tăng cường và ánh sáng phản xạ trở thành có màu sắc. Màu sắc đó thay đổi theo chỗ dày mỏng trên màng. Nói "Mặt Trời mọc ở đằng đông" có đúng không Buổi sáng thức dậy, nhìn về phía đông, bạn sẽ thấy ông mặt trời đỏ ối từ từ mọc lên. Thế mà có người dám bảo rằng mặt trời không mọc ở phía đông! Không lẽ lại có chuyện như vậy?
Trước đây, người ta nghĩ trái đất phẳng, bầu trời tròn úp lên. Buổi sáng người ta thấy rõ ràng là mặt trời mọc lên ở phía đông, và lặn xuống phía tây vào buổi tối. Mắt người ta quen nhìn thấy thế, nên cũng quen miệng nói vậy thôi. Thực ra, trái đất hình cầu, quay quanh trục của nó, vì vậy mới có hiện tượng ngày và đêm. Phần trái đất hướng về phía mặt trời là ngày, phần bị che khuất là đêm. Khi trái đất quay, góc nghiêng giữa mặt trời và mặt đất cũng lớn dần lên, vì vậy ta có cảm tưởng mặt trời "mọc" từ thấp lên cao. Cũng bởi vì trái đất quay về hướng đông, nên ta cũng thấy mặt trời "mọc" lên từ hướng đông. Đúng ra, chúng ta phải nói "trái đất quay về hướng đông, hướng về phía mặt trời". Nhưng nói vậy có lẽ dài dòng quá, nên người ta vẫn bảo "mặt trời mọc ở đằng đông". Tất nhiên, nói vậy là sai khoa học, nhưng người ta cũng mặc kệ.