Jump to content

УЛТРАЗВУКОВИ ВЪЛНИ И ПРИЛОЖЕНИЕТО ИМ - ИНЖ. Р. НИКОЛОВ


Recommended Posts

Инж. Р. Николов

УЛТРАЗВУКОВИ ВЪЛНИ И ПРИЛОЖЕНИЕТО ИМ

В последно време, когато се заговори за новите постижения в живота, науката заговори и за физиката на атома. Изнесе се откритието на ултразвуковитее вълни — М. S., което породи между известни среди на учените противоречиви схващания и твърдението, че областта на механичната физика е била вече изчерпана научно и че е отстъпила мястото си на атомната физика — единствената област за обогатяване науката с физични явления.

Ще изложим на кратко свойството на издялания кристален кварц, да се свива от поляризаторското действие на електрическия ток. Това явление е обяснено от Липман, което е обратно на друго едно явление, открито от Пол Кюри, което се състои в свойството на същия кристал, но пресуван и сплеснат, по двете си противоположни повърхности да става седалище на еднакви количества електричество, но с противни знаци — положително и отрицателно.

Ако електрическият ток, който служи за поляризиране на кварца, е ток с прекъсвания, при известен ритъм, кристалът ще се свива и ще се разширява със същия ритъм. Ако електрическият ток е алтернативен с двеста периода, кварцът ще вибрира под действието на последователните свивания и разширявания — и ще произвежда звук от съответна височина. По този начин електричната енергия се превръща в звукова (акустична).

Тази възможност именно — електричната енергия, да се превръща в механична, или другояче казано — да превръщаме електричните вълни в звукови, става твърде интересна, защото количеството на звуковите вълни, за дадена единица време, напр. една секунда, могат да бъдат, според желанието ни — най-различни и техните минимум и максимум да се движат в значително по-широки граници от тия на звука. Така също и електричните генератори, с които разполагаме, са толкова различни по размер, че с тях можем да произведем съответно различни количества трептения за са щото дадено време.

Известно е на всички, че с физиологичното понятие звук се означават вибрациите, които долавяме с органа на слуха; знае се също така, че нашата физиологична възможност е ограничена от един максимум и един минимум на звукова честота на трептенията (фреквенция), които вибрации съществуват, но престават да бъдат доловими за нашето ухо.

Между това, физиката разполага с уреди за добиване токове с висока честота: достатъчно е да ни се даде на разположение една Паулсенова дъга, съединена с кондензатори или с бобини, или още по-добре с един пост на безжичен телеграф, за да се добият от кварцовите кондензатори на Ланжвен вибрации с една честота, която достига до стотици хиляди в секунда. От тук е лесно да се установи важността на проблемите, които се слагат пред нас, и интересът към практичните приложения, които могат да се из-влекат от тях.

Обстоятелството, че човек не притежава усет и специални органи, за да възприеме ултразвуковете, не значи още, че човешкият организъм, и въобще живата материя, не може да реагира по никакъв начин, когато влезе в съприкосновение с тоя особен вид механична енергия. Явява се въпрос: дали известно физиологично състояние на нашия организъм или известно субективно или обективно явление не е следствие на ултразвуковите вълни, чиито причини човек не е могъл още да определи?

Значи, напълно основателно е предположението, че известни. животни са надарени със сетивни органи или с известна чувствителност за възприемане на ултразвуците и че по този начин могат да получават от външния свят впечатления, несъществуващи за нас — хората. Несъществуващи дотолкова, доколкото ние сме физиологични организми с ограничени или недоразвити напълно още възможности. Защото науката разполага вече с инструменти и уреди, способни да уловят тези вълни, надарени с особени свойства; уреди, които могат, също така, да ни дадат възможност да разширим и да усъвършенствуваме нашит средства за сношение с външния свят, възприемайки и предавайки знаци на разстояние и при особени условия.

Относно приложенията на тия вибрации с някаква практическа цел и относно познанието на тяхното действие върху живите същества, извършеният напредък в тази област е вече твърде значи-телен. От особен интерес е да се покаже ползата, която е съумяла да извлече от направените открития флотата — военна и търговска. Като общо правило, може да се каже, че усвоеният принцип в случая се състои в това — да се измери времето, което е нужно на един сноп звукови вълни, излезли от някакъв изпускателен апарат, за да се върнат пак в апарата, след като са били отразени от някое препятствие. Един кораб, снабден с подобен апарат, би разполагал, тъй да се каже, с усетен (чувствен) орган, подобен на оня, който физиолозите наричат далекоприемател (приемател на разстояние), представляващ своеобразно око или ухо, което позволява да се измери дълбочината на морето, да се даде знак в мрака на мъглата за присъствието на някой друг кораб, който плава по повърхността или под водата и, най сетне, да можем да се промъкнем благополучно между пясъчните насипи и между примките на някое пристанище.

Някои от опитите, които Вуд и Лумис правят от известно време насам с ултразвукови снопчета, заслужава да се отбележат, макар само заради интереса, който те възбуждат около тия явления. Ултразвуковите вълни могат, естествено, да се разпространяват подобно на звуковите, не само през течна или през газообразна среда, но също така и през твърди тела. Вълните, породени в един кварцов колебател, потопен в масло, могат да се предават и през една стъклена пръчка, също така потопена в маслото с единия си край, и да породят доста сродни явления, благодарение на огромното количество енергия, която отделят. По такъв начин, ако човек стиска с пръстите си свободния край на една стъклена жица с диаметър 2/10 от милиметра, жица, чийто друг край е потопен в споменатата маслена баня, чувствува се едно силно изгаряне на кожата. Ако стъклената пръчка има диаметър от половин милиметър, може да се запали и изгори дори едно парче дърво или да се издълбае дупка в стъклена пластинка, при което се отделят капчици от разтопено стъкло, видими с микроскоп.

Получава се максимум енергия, когато разстоянието между повърхността на течността и тая на твърдото тяло е кратно число с полудължината на вълната. Забележително е, че широчината на трептенията (вибрациите) по своя размер спада към категорията дължина на светлинните вълни. Отвеждайки ултразвукови вълни в епруветка, пълна с вода и потопена в пълна кана с лед и като се урегулира разстоянието между двата приемника така, че епруветката да е на разстояние, което позволява повтарящото се отражение на вълните, наблюдава се едно явление наглед парадоксално, в този смисъл, че каната запазва температурата на леда, който се топи, а водата в епруветката започва да кипи.

Хубард, заедно с двамата споменати по-горе физици, е успял да построи уред, наречен интерферометър, по аналогия на уреда, който служи за измерване на светлинните вълни — с който той е успял да измери също така дължината и на ултразвуковите вълни. На това нещо Хубард е бил подтикнат от произвеждането на постоянни вълни — по количество и размер, — между колебателя и отражаващата повърхност.

Едно практично приложение на ултразвуковите вълни, което би било от полза, се състои в това — да се предизвика с голяма бързина утаяването на всички лепливи вещества (колоиди) в известна течност, които се намират в нея, колкото и разнообразни да са формите им и сложността на системата им (напр. известни проби земя, пръст). По такъв начин, отлъчването на колоидите, което обикновено изисква една твърде дълга и отегчителна операция, може да се достигне, благодарение на ултразвуковите вълни, само в няколко минути.

В тази област вече са добити интересни резултати, и същите Вуд и Лумис са наблюдавали, че малки животни, като жаби или дребни риби, биват убивани, ако бъдат изложени за две три минути на ултразвуково влияние. Други пък, като мишките напр., остават незасегнати дори и след доста продължително излагане на действието на ултразвуковете. Авторите на тия опити не могат още да се произнесат върху механизма на това действие. те са наблюдавали, от друга страна, че прости организми (спирогири или чехълче) или клетки, поставени в течност (кръвни телца), се разлагат под действието на тия вълни. Ако тия факти се сравнят с едно явление, наблюдавано от физиолога Джонсон (1929 г.), ще трябва да признаем, какво биологичните ефекти от ултразвуковите вълни се дължат, преди всичко, на свойството на тия последните да предизвикват бързо смесването на две мъчно смесваеми течности и да освобождават газовете, разтворени в известна течност. Към тия свойства трябва да се добави и свойството да се предизвикват силни окислявания на известни вещества, потопени във вода, която е наситена с кислород. Допустимо е, щото тия явления на окисляване да имат някаква връзка с разрушителното действие на ултразвуковете върху безкрайно малките организми.

Явно е, във всеки случай, че обширната област на ултразвуковите изучвания едва сега е засегната и че има още много неща да се изследват, които не ще бъдат само интересни, но ще намерят и полезни приложения

Адрес на коментара
Сподели в други сайтове

Създайте нов акаунт или се впишете, за да коментирате

За да коментирате, трябва да имате регистрация

Създайте акаунт

Присъединете се към нашата общност. Регистрацията става бързо!

Регистрация на нов акаунт

Вход

Имате акаунт? Впишете се оттук.

Вписване
×
×
  • Създай нов...