201 likes | 617 Views
S onochemia. ULTRADŹWIĘKI. 1. Dźwięk. Fale dźwiękowe należą do fal mechanicznych, sprężystych Fale poprzeczne i podłużne Właściwości fal podłużnych. S onochemia. ULTRADŹWIĘKI. 2. Prędkość dźwięku. Prędkość rozchodzenia się fal dźwiękowych Zależność od częstotliwości. S onochemia.
E N D
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 1 Dźwięk Fale dźwiękowe należą do fal mechanicznych, sprężystych Fale poprzeczne i podłużne Właściwości fal podłużnych
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 2 Prędkość dźwięku Prędkość rozchodzenia się fal dźwiękowych Zależność od częstotliwości
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 3 Podział dźwięków Podział dźwięków ze względu na ich częstotliwość Dźwięki o częstotliwościach poniżej 16 Hz to infradźwięki Dźwięki z zakresu 16 Hz - 20 kHz to zakres słyszalny przez człowieka Ultradźwięki to fale akustyczne o częstotliwościach wyższych od 20 kHz i dochodzących do wielu MHz Dźwięki o częstotliwościach wyższych od 10 MHz to hiperdźwięki
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 4 Właściwości ultradźwięków Ultradźwięki - długość fali l = V t = V T = V / f W powietrzu: W wodzie: 20 kHz = 1.72 cm 20 kHz = 7.49 cm 350 kHz = 0.98 mm 350 kHz = 4.27 mm 5 MHz = 0.069 mm 5 MHz = 0.30 mm Porównanie z dźwiękami słyszalnymi Słabiej ulegają ugięciu i rozproszeniu, rozchodzą się w większym stopniu prostoliniowo (podobieństwo do światła) Łatwiej wytwarzać ukierunkowane wiązki Łatwiej generować ultradźwięki o dużym natężeniu Nie są słyszalne ...
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 5 Ultradźwięki w przyrodzie Szerszy zakres częstotliwości dźwięków słyszanych przez niektóre zwierzęta (np. psy) Aktywna echolokacja (nietoperze, ssaki morskie) Ultradźwięki towarzyszą również przyrodzie nieożywionej (fale morskie, wiatr, wyładowania atmosferyczne itp.)
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 6 Wytwarzanie ultradźwięków Piszczałka Galtona (1883) Możliwość regulacji częstotliwości Tylko do około 30 kHz Niewielkie natężenie dźwięku Syrena Możliwość regulacji częstotliwości Duże natężenie dźwięku Działa w gazach i w cieczach Gwizdek wodny Brak regulacji częstotliwości Prosta budowa, brak ruchomych części Stosowany do wytwarzania emulsji i do homogenizacji
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 7 Wytwarzanie ultradźwięków Przetwornik magnetostrykcyjny Można uzyskać wysoką moc fal ultradźwiękowych Trwała, odporna konstrukcja Częstotliwości - do 100 kHz Duże straty energii (> 40%) wydziela się ciepło, konieczne chłodzenie
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 8 Wytwarzanie ultradźwięków Efekt piezoelektryczny Odwrotny efekt piezoelektryczny
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 9 Wytwarzanie ultradźwięków Przetwornik piezoelektryczny Szeroki zakres częstotliwości (częstotliwość rezonansowa zależy od grubości płytki) Materiał - kwarc, BaTiO3, PbNb2O6, inne Mogą występować efekty starzenia
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 10 Zastosowania ultradźwięków Zastosowania ultradźwięków Echolokacja (nawigacja, badania oceanograficzne, technika wojskowa, rybołówstwo) Badania materiałów (nieniszczące badania defektoskopowe) Diagnostyka medyczna (USG, 3-D USG, Doppler) Terapia ultradźwiękowa (laryngologia, stomatologia, onkologia) Oczyszczanie wody i ścieków Niszczenie komórek (biologia, medycyna, higienizacja wody) Oczyszczanie powierzchni Mieszanie, emulgowanie, usuwanie gazów z cieczy Spawanie ultradźwiękowe (tworzywa sztuczne, metale) Mikroskopia ultradźwiękowa Kryminalistyka/systemy zabezpieczeń (np. daktyloskopia) Inicjowanie procesów fizykochemicznych Sonochemia Badania naukowe (akustyka, struktura materii, luminescencja, reakcje mechanochemiczne i rodnikowe ....)
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 11 Zastosowania ultradźwięków Echolokacja nawigacja, bezpieczeństwo żeglugi badania oceanograficzne rybołówstwo technika wojskowa
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 12 Zastosowania ultradźwięków Badania defektoskopowe Częstotliwość powyżej 0.5 MHz (długość fali powinna być mniejsza od wykrywanych niejednorodności) Badanie nieniszczące, niepotrzebny dostęp z obu stron obiektu Badania szyn kolejowych z szybkością do 70 km/h
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 13 Zastosowania ultradźwięków Badania defektoskopowe
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 14 Zastosowania ultradźwięków Badania ultrasonograficzne Krótkie impulsy ultradźwięków Częstotliwość: 1 - 5 MHz Bez potencjalnie szkodliwego promieniowania jonizującego Czy zupełnie nieszkodliwe ?
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 15 Zastosowania ultradźwięków Badania ultrasonograficzne Od około 2 lat - obrazy trójwymiarowe (komputerowa obróbka wielu obrazów dwuwymiarowych) Badania i obrazowanie szybkości przepływu krwi metodą Dopplera Terapia ultradźwiękowa Laryngologia - np. upłynnianie treści zatok - efekt cieplny oraz degradacja biopolimerów Usuwanie kamienia nazębnego - efekt mechaniczny Niszczenie tkanki nowotworowej (silny efekt cieplny i degradacja biopolimerów), rodniki, efekt sonodynamiczny Kontrolowane uwalnianie i transport leków
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 16 Zastosowania ultradźwięków Wybrane zastosowania techniczne Oczyszczanie powierzchni Mieszanie Emulgowanie Odgazowywanie Krystalizacja
Sonochemia ULTRADŹWIĘKI 17 Zastosowania ultradźwięków Zastosowanie ultradźwięków w ochronie środowiska Oczyszczanie wody Oczyszczanie ścieków