Iva Garčicová, 2012

Ultrazvuk

je mechanické vlnění prostředí o frekvenci vyšší než

16 kHz

, které nejsme schopni vnímat sluchem.

Infrazvuk je mechanické vlnění prostředí o frekvenci nižší než 16 Hz , které nejsme schopni vnímat sluchem.

infrazvuk 16 Hz zvuk 16 kHz ultrazvuk

Ultrazvuk v přírodě

.

Někteří živočichové vnímají ultrazvuk a dokážou ho využívat ke komunikaci, k obraně i k lovu. Komunikací v ultrazvukovém pásmu frekvencí jsou známí hlavně kytovci a netopýři.

Schopnost vnímat a vydávat ultrazvuk je rozšířená i v říši hmyzu. Například přástevník se zřejmě brání útoku netopýra vydáváním ultrazvuku na stejné frekvenci.

Ultrazvuk v praxi

Diagnostický ultrazvuk v lékařství

Ultrazvukové vlny jsou vysílány sondou přiloženou na tělo pacienta, prostupují tkání a od různých struktur v těle se odrážejí různou měrou. Odražené vlny sonda přijímá a na základě množství přijatých vln je vytvářen na monitoru obraz. V současnosti se běžně užívá dvourozměrný obraz, zachycující řez tělem v rovině vyslaných vln. Před vyšetřením se na kůži aplikuje speciální gel, který umožňuje snazší přenos ultrazvukových vln. Podle tvaru a způsobu vysílání zvuku se rozlišuje celá řada sond. Ultrazvukové vyšetření je zcela nebolestivé a byla prokázána jeho neškodnost.

Léčebný ultrazvuk

Ultrazvukové vlny se ve tkáni přeměňují na teplo – toho se využívá při léčbě. Aplikace ultrazvuku na tkáň se v celkovém účinku projevuje jako mikromasáž tkání se současným prohříváním. Tepelná energie se uvolňuje především na přechodech mezi jednotlivými prostředími. Hloubka průniku energie do těla je dána použitou frekvencí vlnění. Ultrazvukové ošetření musí být přesně dávkováno, neboť nadměrná intenzita způsobuje podráždění až poškození tkání.

Ultrazvuk se používá i ke zvýšení průniku medikamentů do tkáně. Dalším využitím je odstraňování zubního kamene, někdy také rozrušování ledvinových a močových kamenů.

Ultrazvuková defektoskopie

Pomocí ultrazvuku je možné odhalování skrytých vad materiálu. Ultrazvukové vlny se na rozhraní odrážejí a lze je zase přijímat, šíří-li se zpět opačným směrem. Podíl zachycené odražené vlny se zviditelňuje na obrazovce přístroje. Ultrazvukem je možno “prosvítit” vrstvu kovu tlustou i více než 1 m, tedy mnohem více než rentgenovým zářením. Přitom lze zjistit nehomogenní místa o rozměru třeba jen 1 mm.

Infrazvuk v přírodě

Do infrazvuku řadíme především otřesy a záchvěvy půdy. Ty vznikají hlavně seismickou činností a pohybem zemských desek. Vzhledem k tomu, že frekvence vlastních kmitů budov a jejich částí leží často v oblasti frekvence infrazvukových vln, mohou tyto kmity vyvolat nebezpečnou rezonanci a vést k porušení statiky budov nebo i k jejich zničení. K registraci infrazvukových vln se dají využít seismografy (přístroje na měření seismických vln vznikajících při zemětřeseních).

Kmity budov mohou kromě zemětřesení vyvolat i těžké dopravní prostředky a jiné těžké stroje. Přirozeným zdrojem infrazvuku jsou i jevy v atmosféře – např. bouře. Podle nejnovějších zjištění je zdrojem infrazvuku dokonce i polární záře.

Infrazvuk při svém dorozumívání používají někteří živočichové. Vzhledem k tomu, že k vydání infrazvuku je potřeba „vlastnit“ orgán s velmi nízkou vlastní frekvencí, jedná se o mohutné představitele živočišné říše. Infrazvuk používají ke komunikaci sloni, nosorožci a velryby.

Vliv infrazvuku na lidský organismus

Vjem vibrací na nízkých kmitočtech je zprostředkován receptory, které jsou v kloubech, šlachách a svalech. Vystavení těla intenzivním vibracím je spojeno s nepříjemným subjektivním vjemem nepohody, který může být posuzován jak z fyziologického tak i z psychologického hlediska. Dlouhodobá expozice může vyvolat trvalé poškození zdraví. Místní vibrace přenášené na ruce vyvolávají poškození několika systémů. Při delším působení může dojít k poškození centrálního nervového systému. Akutní poškození vznikají v důsledku rezonančního kmitání dutin organismu nebo jeho částí, zejména trupu a žaludku.

Fyziologicky se vibrace, působící na organismus projevují ztrátou rovnováhy, snížením zrakové ostrosti, obtížemi při soustředění, kinetózou a potížemi při dýchání.

Také na hladinu hluku nízkých frekvencí jsou v ČR zákonné hygienické normy.

Zajímavost

: Pravděpodobně nejstarším umělým zdrojem infrazvuku mohly být varhany. První sestavil Řek Ktesibios kolem roku 240 př. Kristem.

Největší varhany na světě jsou v Atlantic City Convention Hall v New Jersey v obrovské hale, která má 41000 míst k sezení. 33112 píšťal v 455 řadách, 1255 rejstříků, 7 manuálů a 3 z nich mají až 7 oktáv! Největší píšťala je z rejstříku 64´ Diaphone profunda a měří více než 19 metrů. Za zmínku stojí též píšťala CCCC z rejstříku 32´Open diapasons vysoká přes 11 metrů a vážící tunu. Vzduch dodává 7 motorů o výkonu 600 koní. Největší píšťala je hluboké C - je 19,5m dlouhá, u labia má průřez 1×1m, je vyrobena z oregonské borovice.

Správce varhan Dennis McGurk:

„Tyhle varhany jsou velmi hlasité, když jsem na ně hrál prvně- bylo mi pak špatně šest hodin! Nejmocnějším rejstříkem varhan je Ophicleide, který je nejhlasitějším na světě. Tenhle rejstřík je 6x hlasitější než nejhlasitější vlaková píšťala. Velmi traumatické pro mě! Taky jsem si užíval hraní s píšťalou 64' Diaphone Profunda, první, kterou jsem kdy slyšel. Nejdřív zněla jako hlučný větrák klimatizace. A potom, prostor kolem mě a moje vnitřnosti se začaly chvět. A proto mi začalo být na zvracení.“ (Zdroj: http://www.jesen.cz/clanek17.html)

Uvádí se, že skutečně devastující vliv na lidský organismus mají frekvence mezi 1 a 10 hertzy, které při dostatečné amplitudě vlny a výkonu vysílače dokáží i zabít. Občas se objevují zprávy o vývoji infrazvukových děl, která by měla využití v armádě. O vývoj akustické zbraně se pokoušel už Hitler.

Často jsou zveřejňovány informace o tom, proč nelze sestrojit infrazvukovou zbraň: vysílač by musel mít velké rozměry a jsou problémy s tím, aby negativní vliv nezasáhl také obsluhu. Nelze ale vyloučit, že jde jen o kouřovou clonu kolem skutečných výsledků výzkumu.

(Zdroj: http://www.jesen.cz)

Infrazvuk v praxi

Infrazvuk se zatím se nedaří prakticky příliš využívat.

V praxi se spíše využívají projevy infrazvukových vln pro odhalování nebezpečí v seismografii. Dále se technici musí zabývat omezením hladiny hluku v oblasti nízkých frekvencí, který ohrožuje lidské zdraví. Toto omezení je velmi obtížné a v podstatě existuje pouze jediné řešení – odstranění zdroje infrazvuku. Infrazvuk se totiž v materiálech velmi málo pohlcuje a „odhlučnění“ je v podstatě nemožné .

Na obrázku je znázorněn jednoduchý vertikální seismograf - zařízení, které zaznamenává otřesy země.

Zdroje textu a obrázků

LEPIL, O. Fyzika pro gymnázia, Mechanické kmitání a vlnění. 3. přepracované vydání Praha: Prometheus 2002. ISBN 80-7196-216-3.

http://studentka.sms.cz/seminarka/ultrazvuk-infrazvuk http://www.jesen.cz/clanek17.html

http://www.priroda.cz

http://huskyw.blog.cz

http://www.zlatysafir.estranky.cz

http://www.biolib.cz

http://www.pregnancycheck.com

http://www.kompozity.info

http://www.udc.es