Ultrasunetele

Ionica Diana Mihaela XI B

Ultrasunetele sunt vibratii elastice care au frecventa mai mare decat frecventa maxima a oscilatiilor care produc senzatia auditiva. Domeniul de frecventain care avem ultrasunetele este intre 20 kHz si 10 000 000 kHz.

Importanta ultrasunetelor si a producerii lor a crescut in ultimul timp datorita unor largi aplicatii ale acestora.

Pentru producerea ultrasunetelor cel mai des se utilizeaza cel mai des generatoare elecromecanice care functioneaza pe baza fenomenelor de piezoelectricitate si magnetostrictiune.

Functionarea acestui generator se bazeaza pe proprietatea unui cristal de cuart de a se deforma in camp electric.

Functionarea acestui generator se bazeaza pe aceea ca unele substante feromagnetice la magnetizare isi schimba dimensiunile. Daca aceste substante se dispun intr-un camp magnetic variabil, ele vor incepe sa oscileze. In acest caz ele pot deveni surse de ultrasunete.

In ambele cazuri de generare ale ultrasunetelor, este necesar ca dimensiunile placutelor oscilante sa fie astfel alese incat frecventa lor proprie sa coincida cu frecventa de excitatie (frecventa campului electric respectiv magnetic) . Deci aceste generatoare lucreaza in regim de rezonanta.

Proprietatile ultrasunetelor:

nu sunt percepute de organul auditiv al omului;

se pot obtine si sub forma unor fascicule inguste;

transporta o cantitate insemnata de energie;

ele sunt puternic absorbite de substante in stare gazoasa.

Efectele produse de ultrasunete:

pot provoca incalziri locale duc la omogenizarea unor sisteme

dispersate cum ar fi: solutii coloidale, emulsii etc.;

pot distruge starea de omogenitate a unor astfel de sisteme;

pot accelera si chiar provoca unele reactii chimice;

pot favoriza procesele de polimerizare si invers

produc fenomenul de cavitatie, care consta in aparitia unor goluri in fluide in miscare;

provoaca perturbatii mecanice in interiorul celulelor vii, care pot duce pana la distrugerea microorganismelor.

Aplicatiile ultrasunetelor:

pe baza fenomenului de cavitatie se pot curati piese metalice, cazane, se pot perfora sau taia metale;

avand in vedera ca ultrasunetele pot distruge microorganisme, ele se utilizeaza la prepararea serurilor si vaccinurilor, la sterilizarea si conservarea alimentelor;

datorita incalzirii locale pe care o produc cand acd pe tesuturile organismului, ele se pot folosi pentru tratamentul unor nevralgii.

Mecanisme de interactiune: La trecerea undelor ultrasonore printr-un

mediu sunt posibile trei mecanisme de interactiune:

mecanismul termic cavitatia mecanismul de stress

Mecanismul termic: Cand ultrasunetele interactioneaza cu materia, o parte din energia fasciculului poate fi absorbita de mediu si transformata in caldura. Cantitatea de caldura generata pe unitatea de volum a mediului este proportionala cu intensitatea acustica si cu coeficientul de absorbtie si invers proportoala cu densitatea mediului si cu caldura lui specifica. Se apreciaza ca dupa o crestere initiala, temperatura va tinde catre o valoare de echilibru.

Un corp mic supus uniform ultrasunetelorva suferi o crestere mica dar rapida, in timp ce un corp mare, expus uniform unui camp ultradonor de aceeasi intensitate va atinge o temperatura finala mai inalta, dar intr-un interval de timp mai mare.

Caviatia: prin actiunea mecanica, chimica si termica se pot produce intr-un mediu lichid bule (cavitati) cu sau fara continut de gaze sau vapori. Producerea acestor cavitati si efectul pe care acestea il au asupra mediului in care sunt produse poarta denumirea de cavitatie.

Caviatia poate fi stabila sau temporara. Spre deosebire de cavitatia stabila, cavitatia temporara este mai violenta si apare la niveluri ale intensitatii ultrasonore mai mari.

Cavitatia este puternic distructiva pentru organismele vii , datorita efectelor chimice, mecanice si termicegenerate in tipmpul exploziei cavitationale.

Mecanismul de stress: in sisteme eterogene supuse actiunii campului ultrasonor par forte rezultate sau stress-uri, clasificate astfel:

forte ascensionale , care sunt oscilatorii forte de radiatie sau de deplasare forte de variatie a vascizitatii

Utilizarea ultrasunetelor in terapie se bazeaza pe efectele benefice pe care acestea le au asupra organismului uman si animal. Experientele efectuate pe animale au aratat ca, in urma expunerii la ultrasunete, se produce cresterea temperaturii materialului biologic tratat, prices dependent de coeficientul de absorbtie: in oase si in tesutul nervos, cresterea de temperatura este mai pronuntata decat in tesutul adipos si cel muscular.

Incalzirea selectiva a zonelor expuse la ultrasunete determina urmatoarele efecte: cresterea capacitatii de dilatare a tesutului colaginos, scaderea rigiditatii articulatiilor, cresterea pragului de durere a nervilor periferici si a terminatiilor nervoase, stimularea mecanismului de aparare a corpului prin cresterea moderata a fluxului sangvin..

In urma terapiei cu ultrasuneteextensibilitatea tendoanelor creste de 5-6 ori. Daca dupa aplicarea ultrasunetelor se fac exercitii fizice, potrivit alese, creste mobilitatea articulatiilor.