Zvuky sú všade okolo nás, bez nich by bol náš svet ukrátený o obrovské možnosti vnímania okolia. Zvuk, pre nás a aj pre všetky živé organizmy predstavuje základnú formu dorozumievania a komunikácie. Hlas je zvukový prejav ľudí a mnohých zvierat vytváraný hlasovými orgánmi. Je akustickým základom ľudskej reči a spevu. Základný tón vzniká v hrtane rozkmitaním hlasiviek a prúdom vzduchu z pľúc. Nevieme si predstaviť svet bez zvuku. Zvuky predstavujú jeden z piatich základných ľudských zmyslov, vďaka ktorým môžeme plnohodnote vnímať okolitý svet.
Všetko, čo počujeme, je zvuk. Zvuky, ktoré počujeme, sa začínajú tým, že niečo spôsobí vibráciu vzduchu (chvenie), čo je dosť rýchly pohyb smerom dopredu a dozadu. Zabrnkajte na gumový pás, uvidíte ako vibruje a zároveň budete počuť aj zvuk. Položte prst na pás, čím zastavíte vibráciu a zvuk sa stratí. Potom sa vibrácia prenáša aj na ďalší okolitý vzduch, takže sa smerom od pásu začne šíriť zvuk. Keď sa tento vibrujúci vzduch dostane do vášho ucha, rozkmitá ušný bubienok a vy počujete zvuk.
Všetko čo vibruje vydáva zvuk. Včela máva svojimi krídlami veľmi rýchlo dopredu a dozadu a my počujeme bzukot. Vo vzduchu nastáva zhusťovanie a zrieďovanie častíc, ktoré postupujú ako zvuková vlna rýchlosťou, ktorú označujeme rýchlosťou zvuku. Počet týchto zhustení a zriedení za sekundu sa nazýva frekvencia (staršie označenie kmitočet).
Mechanické vlnenie je dej, pri ktorom sa kmitavý rozruch šíri látkovým prostredím. Jeho príčinou je existencia väzbových síl medzi časticami prostredia, ktorým sa vlnenie šíri. Kmitanie jednej častice sa prenáša na ďalšie častice. Takéto prostredie nazývame pružné prostredie. Šírenie vlnenia nie je spojené s prenosom látky. Častice prostredia sa nepremiestňujú v priestore, ale iba kmitajú okolo rovnovážnych polôh. Vlnením sa prenáša energia kmitavého pohybu zo zdroja vlnenia do prostredia, ktoré zdroj obklopuje.
Zvukové spektrum a jeho vnímanie
Ľudské ucho počuje iba obmedzenú časť zvukového spektra, asi 20Hz-20kHz (20,000 Hz). Nad tento rozsah je považovaný za ultrazvukové a pod ním INFRASONIC. Hoci veľmi neslýchaný, vibrácie v týchto rozsahov môže ešte ovplyvniť ľudské telo.
Frekvencia sa meria v hertzoch (Hz). Jeden hertz znamená jeden kmit za sekundu. Najvyšší tón, ktorý môže ľudské ucho počuť, má frekvenciu asi 20000 kmitov za sekundu (20000 Hz). Zvuk vzniká vlnením pružného hmotného prostredia, ktoré v určitom frekvenčnom rozsahu môžeme vnímať sluchom.
Infrazvuk: Neviditeľné vibrácie s vplyvom
Infrazvuk, t.j. zvuk, ktorého frekvencia nepresiahne 16 Hz, človek sluchovo nezachytí, ale centrálna nervová sústava ho vníma. Infrazvuk ovplyvňuje činnosť ľudského organizmu. Infrazvuk je definovaný ako akustické vlnenie v rozmedzí frekvenčného rozsahu prinízkom na to, aby bol počuteľný. Na vedeckom kolokviu v Paríži už v r.1973 boli frekvenčné hranice infrazvuku stanovené v rozmedzí 0,1 až 20 Hz. Pretože infrazvuk je druh akustickej energie, založený na šírení tlakových vĺn, z výskumu sa javí pravdepodobné, že pôsobí na orgány, ktoré sú v kontakte s atmosférou, t.j. pokožka, dýchacie a sluchové orgány. Ľudské vnímanie infrazvuku cestou sluchu vyžaduje však určitú minimálnu, relatívne vysokú hladinu akustického tlaku.
Lekárska veda stanovila, že ľudské telo vníma nízke frekvencie len pri pomerne vysokých amplitúdach hladiny akustického tlaku. Tieto amplitúdy rapídne stúpajú s klesajúcou frekvenciou, napríklad z približne 65 dB pri 32 Hz na 92 dB pri 16 Hz, na 100 dB pri 3 Hz a až na 140 dB pri 1 Hz. Zvuk a teda aj infrazvuk sa vo vzduchu šíri pozdĺžnymi vlnami. Vlnová dĺžka infrazvuku sa pohybuje v rozmedzí od 17 m (pri 20 Hz) až do 170 m (pri 2 Hz).
Zvuk vo frekvenčnom rozsahu od 10 Hz do 75 Hz môže vyvolať rezonančné frekvencie brucha, hrudníka a hrdla. Vibrácie hrudnej steny môžu zasahovať respiračnú aktivitu. Infrazvuk podľa doterajších lekárskych výskumov svojimi účinkami najviac ovplyvňuje práve činnosť srdca a žalúdka. Zníženie bdelosti počas doby vystavenia vplyvu infrazvuku sa pozorovalo prostredníctvom zmien EEG, tlaku krvi, dýchania, hormonálnej produkcie a srdcovej aktivity.
Infrazvuk predstavuje vážny rizikový faktor najmä pre človeka. Hygienické normy obmedzujú, až zakazujú prácu mladistvých a žien v takomto prostredí. Na infrazvuk sú zvlášť citliví aj reumatici. Ďalšie účinky infrazvuku sa prejavujú ako pulzovanie v hlave a úplne znemožňujú akúkoľvek intelektuálnu prácu. Aj pri pomerne nízkych intenzitách vyvoláva u živých organizmov únavu, podráždenie, závrate, aj zvracanie. Spôsobuje závraty, pocity panického strachu a pri frekvencii 7 Hz dokonca smrť. Teda infrazvuky s veľmi vysokou energiou môžu zabíjať ľudí i živočíchy na väčšie vzdialenosti.
Pochopiteľne človek už musel zneužiť tento poznatok a vyrobil infrazvukové zbrane. Sledovanie otázok infrazvuku v oblasti jeho zdrojov, generovania, šírenia, tlmenia, merania a vyhodnocovania negatívneho vplyvu na človeka a s tým spojené vedomosti o komplexnom analyzovaní infrazvuku sú v súčasnosti len málo rozpracované. Rozvíjajú sa až v posledných rokoch v súvislosti s dopravným výskumom. Konkrétne najmä tievislosti, ktoré ovplyvňujú bezpečnosť systému človek stroj. Pôsobenie intenzívneho infrazvuku na človeka vyvoláva jeho nefyziologické stavy, čím by mohlo dôjsť k rôznym haváriám, a teda zníženiu kvality dopravy.
V železničných koľajových vozidlách je splnených veľa podmienok pre vznik infrazvuku. Pozoruhodné je, že styk kolesa a koľajnice je aj zdrojom infrazvuku. Šíreniu hluku konštrukciou je možné zabrániť len vhodnou úpravou samotnej konštrukcie, napr. pri veľkých kovových plochách vystužením, aby sa z nich nestali kmitajúce membrány, vetvením konštrukcie, pružnými vložkami, antivibračnými nátermi a radom ďalších konštrukčných zásahov.
Ultrazvuk: Aplikácie vedy a praxe
Ultrazvuk sa od obyčajného zvuku líši len svojou vysokou frekvenciou. Jeho pomerne príliš vysoká hodnota je príčinou, že sa ako zdroje ultrazvuku obyčajne používajú špeciálne prístroje a zariadenia. Z čisto mechanických zdrojov ultrazvuku sú to najmä: špeciálne skonštruovaná kovová uzavretá píšťala veľmi malých rozmerov, tzv. Galtonova píšťala, a na podobnom princípe založený Hartmanov akustický generátor, v ktorom prúd vzduchu unikajúci z kužeľovej trubice naráža na valcový rezonátor. Pomocou Hartmanového generátora je možné získať ultrazvuk s frekvenciou 130 kHz. A pri použití vodíka až 500 kHz. Pri pokusoch s ultrazvukom a pri jeho praktickom používaní sú zdroje ultrazvuku najčastejšie piezoelektrické alebo magnetostrikčné ultrazvukové generátory, ktoré sú o mnoho lepšie ovládateľné ako generátory mechanické.
Pretože sú ultrazvukové vlny veľmi krátke, ultrazvuk sa šíri prostredím prakticky priamočiaro a pri odraze od prekážok platí zákon odrazu. Jeho inou významnou vlastnosťou je, že na rozdiel od obyčajného zvukového vlnenia je ultrazvuk vo vzduchu a iných plynov značne absorvovaný, a to tým viac, čím je jeho vlnová dĺžka menšia. Oproti tomu v kvapalinách, napríklad vo vode, sa ultrazvukové vlnenie môže rozšíriť i do veľmi veľkých vzdialeností.
Funkcia 1 (17 - 25 kHz Rozsah nepočuteľné), ak je prístroj nastaviť na frekvenciu, ktorá je známa pre výrobu paranoja, nevoľnosť, dezorientácia a mnoho ďalších fyziologických účinkov; Funkcie 2 (10 - 17 KHz počuteľnom rozsahu) umožňuje používať systém ako zvukovým signálom zastrašiť off votrelca alebo útočníkmi. Tieto ultrazvukové prístroje boli použité pracovníkov orgánov presadzovania práva, ako aj vládnych agentúr po celom svete v oblasti boja proti terorizmu a zvládnutie davu nastavenia. Táto "priemyselná sila" ultrazvukový prístroj je teraz k dispozícii pre non-vládne predaja prvýkrát. Poskytuje vážne podstatná schopnosť narušiť a rozptýliť zhromaždenie. V niektorých krajinách je vysoko výkonný ultrazvukový systém slúži na zastrašenie problémových tínedžerov z pretrvávajúcej okolo obchodov v cieľových oblastiach (nákupné centrá, okolo výkladov, parky, železničná a kdekoľvek inde, že spôsobujú problémy). Jeho funkcia je založená na jave známom ako presbycusis (v súvislosti s vekom stratou sluchu), ktoré začína po dosiahnutí veku 20, keď je strata sluchu postihuje najprv najvyššou frekvenciou (18 - 20 kHz). Systém vysoko výkonný ultrazvukový vydáva vysokofrekvenčný tón, ktorý je počuť len na teenagerov, ale nie starší ľudia, a to je veľmi nepríjemné. Ponúkame tiež Six-Prevodník ultrazvukový systém s vysokým výkonom (140 dB), model AA76124, a high-powered Sto-Prevodník ultrazvukový systém, model AA76125. 1 x 1 m (tvár) AA76125 môže byť vyrobený vo vodotesnom púzdre na prianie zákazníka.
Ultrazvuk je sivá oblasť v mnohých ohľadoch, keď aplikácia zahŕňa kontrolu zvierat, alebo dokonca ako ľudské odstrašujúci prostriedok proti neoprávnenému vniknutiu. Tam boli početné žiadosti o informácie o vplyve týchto zariadení na ľudí. Po prvé, chceme, aby bolo jasné, že žiadne zariadenie, ako je tento by mal zámerne použiť na človeka, a neodporúčame toto použitie vzhľadom k možnosti akusticky citlivých ľudí je veľmi podráždený. To však bude vyrábať kdekoľvek od extrémne nepríjemný a dráždivý pocit na silne bolestivé efekt u väčšiny ľudí. Ultrazvukovým signálom odpudia hlodavce z objektu a preventívne ho chránia. Zbavte sa moskytov, múch, ôs, sršňov a iného obtiažneho lietajúceho hmyzu pomocou našich vysoko kvalitných elektronických zariadení.
Dezinfekce - eliminace virů a bakterií (včetně koronaviru). Dezinsekce - hubení hmyzu
Praktické využitie ultrazvuku
Ultrazvuk sa v praktickom živote využíva pre svoje významné vlastnosti rôznymi spôsobmi. Jeho malá vsiakateľnosť vo vode umožňuje veľmi rýchlo merať napríklad hĺbky morí, tzv. metódou ozveny ultrazvuku. Zdroj ultrazvuku upevnený na lodi pod vodnou hladinou vysiela veľmi krátke ultrazvukové impulzy, ktoré sa po odraze od dna mora vracajú a účinkujú na prijímač ultrazvuku. Ak medzi vysielaním a zachytením ozveny ultrazvukového signálu uplynul čas a rýchlosť zvuku vo vode je delta v, potom hĺbku mora určuje vzorech = 0,5v. delta t
Odraz ultrazvuku na rozhraní dvoch hmotných prostredí sa využíva i k hľadaniu kazov v kovových výrobkoch (tzv. ultrazvuková defektoskopia). Rýchle zmeny tlaku v kvapalinách, ktorými sa ultrazvuk šíri, vyvolávajú kmitavý pohyb častíc, ktoré sa v nich vznášajú. Ultrazvuk sa dá týmto spôsobom podporovať homogenizáciou heterogenných sústav, t.j. vytvárať veľmi jemné disperzné (rozptýlené) sústavy, akými sú suspenzia, emulzia, pena, koloidné roztoky. Ultrazvuk účinkuje i na väčšie molekuly a podporuje ich chemickú reakciu. Využívaním tohto účinku sa zaoberá odbor chémie, ktorý sa nazýva fonochémia.
Ultrazvuk nachádza široké uplatnenie v rôznych odvetviach priemyslu, stavebníctva, v lodnej doprave, vo vojenskej technike, ale aj v zdravotníctve. Pomocou neho sa skúšajú vlastnosti materiálov, kontrolujú sa betónové nosníky, mosty, rotory turbín a iných strojov. Uplatňuje sa pri výrobe najjemnejších emulzií, ale aj pri meraní rýchlosti prúdenia kvapalín a plynov. Úspešne sa využíva tiež v odlučovacích zariadeniach, kde zlepšuje parametre čistiacich filtrov. Možnosti použitia ultrazvuku sú však ešte ďaleko širšie.
Ultrazvuk v medicíne
Ultrazvuk je definovaný ako 20000 vibrácii za sekundu. Využíva zvukové vlny, ktoré majú oveľa vyššiu frekvenciu akú môže ľudské ucho zachytiť. Pri vstupe do tela, tieto vlny narážajú kostí a rôznych vnútorných orgánov. Tieto vysokofrekvenčné vlny sa potom odráža späť z orgánov a tkanív, ktoré tvoria obrazy vnútorných častí tela na obrazovke zdroje. Povaha odrazu umožňuje lekárom určiť typ tkaniva. Vynález ultrazvuku bol medzníkom v lekárskej histórii. To sa ukázalo ako odrazový mostík k rozsiahleho lekárskeho výskumu. Ultrazvuk má pomáhal lekárskeho výskumu pri získavaní pohľad na fungovanie ľudského tela. História jeho objavu siaha až do obdobia druhej svetovej vojny.
Mená dvoch vedcov vystupujú tučným písmom v histórii ultrazvuku a lekárske zobrazovanie. Prvý z nich je, že doktor Karl Theodor Dussik z Rakúska. Karl ako lekár vykonáva výskum na prenos ultrazvukového vyšetrovania mozgu. Na základe jeho zistení publikoval prvú knihu o ultrazvukovom lekárstve v roku 1942. Druhé meno je, samozrejme, svetovo preslávené. Bol to profesor Ian Donald of Scotland, ktorá vyvinula praktické technológie a aplikácie pre ultrazvuk v 1950. Ultrazvuk bol prvýkrát testovaný ho v roku 1957 a o rok neskôr bol jeho fungovanie testovaný na tehotné ženy.
Najrozšírenejšie použitie tejto techniky je jeho použitie v sonografia vyrábať obrázky ľudského plodu v maternici. Pôrodnícky ultrazvuk pomáha skúmať zdravie nenarodeného dieťaťa. Pomáha pri hodnotení gestačného veku, životaschopnosť plodu a rast, umiestnenie placenty a predovšetkým kontroly pre veľké fyzické abnormality. Ultrazvuk má rôzne ďalšie výhody tiež. Mäkkých tkanív zobrazovanie mnohých častí tela sa vykonáva pomocou ultrazvuku. Ultrasound môže byť použitý na nájdenie nádorov, a analyzovať štruktúru kostí. Technika Doppler tohto stroja pomáha zviditeľniť tepny a žily a tým sledovať prietok krvi v každom orgáne. Je čoraz viac používajú pri úraze a prvá pomoc prípadoch tiež.
Jedným z posledných výdobytkov ultrazvukovej techniky je sonografia, metóda ultrazvukového zobrazovania, ktorá sa používa v lekárstve obzvlášť v gynekológii. Liečebné účinky ultrazvuku zahŕňajú hĺbkový tepelný účinok, tišenie bolesti, uvoľnenie dlhotrvajúceho lokálneho svalového napätia, zvýšenie miestneho krvného obehu a zvýšenie metabolizmu.
