فراصوت (Ultrasound Wave)، در فیزیک (Physics)
انواع امواج (Wave)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
فراصوت (Ultrasound Wave) :
فراصوت به امواج صوتی با فرکانس بالاتر از ۲۰۰۰۰ هرتز (حد بالای شنوایی انسان) گفته می شود. اگرچه انسان آن را نمی شنود، اما بسیاری از حیوانات مانند سگ ها، دلفین ها، خفاش ها و جوندگان توانایی تولید و شنیدن فراصوت را دارند. فراصوت دارای طول موج کوتاه است (در هوا در فرکانس ۴۰ کیلوهرتز، طول موج حدود ۸.۵ میلی متر) که این ویژگی باعث کاربردهای فراوان آن در تصویربرداری، تشخیص و صنعت شده است.
تولید فراصوت: امواج فراصوت معمولا با استفاده از مواد پیزوالکتریک تولید می شوند. کریستال های پیزوالکتریک (مانند کوارتز یا سرامیک های خاص) وقتی تحت ولتاژ متناوب قرار می گیرند، تغییر شکل داده و به نوسان درمی آیند و امواج فراصوت تولید می کنند. برعکس، وقتی این کریستال ها تحت فشار امواج فراصوت قرار می گیرند، ولتاژ تولید می کنند و می توانند به عنوان گیرنده عمل کنند. این ویژگی در پروب های اولتراسوند استفاده می شود. روش دیگر تولید فراصوت، اثر مغناطوستریکشن است که در برخی کاربردهای صنعتی به کار می رود.
کاربرد در پزشکی - سونوگرافی: معروف ترین کاربرد فراصوت در پزشکی برای تصویربرداری (سونوگرافی) است. در سونوگرافی، یک پروب امواج فراصوت را به بدن می فرستد و بازتاب آنها از مرز بین بافت های مختلف (با مقاومت صوتی متفاوت) دریافت می کند. زمان بازگشت و شدت بازتاب برای تشکیل تصویر استفاده می شود. سونوگرافی بی خطر، غیرتهاجمی و نسبتا ارزان است و برای بررسی جنین در بارداری، تشخیص بیماری های شکمی، قلبی (اکوکاردیوگرافی) و عروقی کاربرد گسترده دارد.
کاربرد در پزشکی - درمانی: فراصوت با شدت بالا می تواند اثرات گرمایی و مکانیکی روی بافت ها داشته باشد. در فیزیوتراپی، از فراصوت برای گرم کردن بافت های عمقی و کاهش درد و التهاب استفاده می شود. در لیتوتریپسی (شکستن سنگ کلیه)، امواج فراصوت متمرکز و پرقدرت برای خرد کردن سنگ های کلیه و مجاری ادراری به کار می روند. روش های جدیدتر مانند HIFU (فراصوت متمرکز با شدت بالا) برای درمان تومورها (پروستات، رحم و ...) با گرم کردن و نابودی سلول های سرطانی استفاده می شود.
کاربرد در صنعت: در آزمون های غیرمخرب (NDT)، فراصوت برای یافتن ترک ها، حفره ها و عیوب داخلی در قطعات فلزی، پلیمری و کامپوزیتی استفاده می شود. همچنین برای اندازه گیری ضخامت، تشخیص خوردگی و بازرسی جوش ها کاربرد دارد. در تمیزکاری اولتراسونیک، قطعات در حمام مایع قرار گرفته و امواج فراصوت با ایجاد حباب های ریز (کاویتاسیون) آلودگی ها را از روی سطوح پاک می کنند. در جوشکاری اولتراسونیک پلاستیک ها و فلزات نازک نیز از این امواج استفاده می شود.
کاربرد در جانوران: خفاش ها از سیستم صوتی پیشرفته ای برای ناوبری و شکار استفاده می کنند. آنها امواج فراصوت تولید کرده و با تحلیل پژواک آنها، موقعیت، اندازه و حتی نوع طعمه را تشخیص می دهند (پژواکیابی). دلفین ها و نهنگ ها نیز برای ارتباط، ناوبری و یافتن غذا در آب از فراصوت استفاده می کنند. سگ ها می توانند فراصوت تا حدود ۴۰ کیلوهرتز را بشنوند و از این ویژگی در سوت های مخصوص سگ استفاده می شود.
