Ultrazvuk a Dopplerův jev

1. Ultrazvuk a Dopplerův jev Jiří Novosad V.A

2. Obsah • Ultrazvuk • Obecně • Využití • Diagnostické využití v lékařství • Ultrazvuk jako léčebný prostředek • Sonar • Dopplerův jev • Tajenka • Zdroje

3. Ultrazvuk • je to zvuk s frekvencí vyšší než horní mez slyšitelnosti lidského ucha (asi 20 000 Hz) • výroba ultrazvukových vln se děje mechanicky (Galtonova píšťala) nebo elektricky • fyzikální výzkum ultrazvuku se zabývá studiem jeho šíření v látkách různého skupenství, studiem zákonů o odrazu, lomu a ohybu paprsků, měřením intensity, absorpce a disperse paprsků • látky vystavené účinkům ultrazvukových paprsků jsou podrobeny velmi rychlým mechanickým kmitům a tím se jednak oteplují, a jednak se na nich jeví účinky chemické, strukturní, biologické atp.

4. Využití ultrazvuku • k měření hloubky mořského dna • čištění předmětů (šperky), čistění vzduchu • v konzervárenství • ultrazvukem se dorozumívají netopýři, delfíni, … • k odpuzování holubů Diagnostické využití: • v lékařství • k zjištění vad v materiálu, měření tloušťky materiálu • k určení polohy a vzdálenosti předmětů (sonar)

5. Diagnostické využití v lékařství • při lékařském vyšetření (plodů a nenarozených dětí u těhotných žen, dále též v interním lékařství) • ultrazvukové vlny procházejí tělem a odrážejí se od jednotlivých orgánů (resp. od přechodů mezi ruzně hustými tkáněmi) • odražené vlny lze převést ve formě jasově modulovaného obrazu na monitor

6. Ultrazvuk jako léčebný prostředek Při nízkých nadprahových intenzitách : • stimulace biologického objektu, například ke zrychlení dělení buněk • nízké intenzity se také využívají terapeuticky např. v ortopedii Při vyšších nadprahových intenzitách : • inhibice biologických funkcí až úplná destrukce buněk a tkání

7. Sonar z anglického SOundNavigationAnd Ranging - zvuková navigace a zaměřování • je to zařízení, které pracuje na principu radaru, jen místo rádiových vln používá ultrazvuk • používá se především pod vodou (ponorky), protože rádiové vlny (radar) mají pod vodou výrazně menší dosah než na souši a zvuk naopak větší • aktivní sonar vynalezl Paul Langevin (r. 1915)

8. Dopplerův jev • popisuje změnu frekvence a vlnové délky přijímaného oproti vysílanému signálu, způsobenou nenulovou vzájemnou rychlostí vysílače a přijímače. • poprvé popsán Christianem Dopplerem v roce 1842 Pohyblivý zdroj, stojící příjímač: pohyblivý zdroj vysílá signál s frekvencí f0, stojící pozorovatel jej přijímá s frekvencí f,v je rychlost vln v dané látce, vs,r relativní radiální rychlost zdroje vůči pozorovateli Stojící zdroj, pohyblivý příjímač: obdobná situace, v0 je rychlost příjimače

9. Dopplerův jev - příklad Zvuk vydávaný sirénou sanitky, která se přibližuje, má tón vyšší. Když nás sanitka mine a vzdaluje se, tón sanitky je nižší. Když se sanitka přibližuje, dráha jenž musí jednotlivé vlny urazit se zkracuje, takže přichází dříve. Do ucha pozorovatele přichází více vln za sekundu -> slyšší vyšší tón. Vysvětlení : Když se sanitka vzdaluje, zvukové vlny musí urazit delší a delší vzdálenost, zpožďují se. Do ucha nám přichází méně vln za sekundu -> slyšíme nižší tón.

10. Tajenka

11. Zdroje • www.cojeco.cz • cs.wikipedia.org • images.google.com • Stručná dětská encyklopedie vědy a techniky (nakladatelstvní INA, 1996, Bratislava)

12. Děkuji za Vaši pozornost