Курсовая работа по Физика на тему Ультразвук и его применение

Введение
Ультразвук или ультразвуковые волны представляют собой высокочастотные упругие волны. Человеческое ухо воспринимает упругие волны, распространяющиеся в среде с частотой примерно от 16 до 20 000 колебаний в секунду (Гц). Вибрации более высокой частоты представляют собой ультразвук. Ультразвуковым диапазоном принято считать диапазон частот от 20 000 Гц до миллиардов Гц.
В природе ультразвук встречается как составная часть многих природных шумов (шум ветра, водопадов, дождя, шум катящихся морскими волнами камешков, звук, связанный с разрядами молнии и др.) и в звуках. увеличивать. животного царства. Некоторые животные используют ультразвук для обнаружения препятствий, навигации в пространстве и общения (киты, дельфины, летучие мыши, грызуны, долгопяты).
Тема курсовой работы определена следующим образом: «Ультразвук ».
Целями данной работы являются:
1. Рассмотреть понятие и историю открытия ультразвука
2. Рассмотреть примеры применения ультразвука в жизнедеятельности человека.
Предметом является ультразвук и его использование.
Объектом данной работы является понятие ультразвук и его применение в различных сферы жизнедеятельности человека.
Цель и предмет исследования потребовали решения следующих задач:
1. Изучить литературу по теме: «Ультразвук».
2. Описать способы применения ультразвука.

 
История открытия ультразвука
Внимание к акустике было вызвано военно-морскими потребностями крупных держав Великобритании и Франции. Акустический — единственный тип сигнала, который распространяется далеко в воде. В 1826 году французский ученый Корадон измерил скорость звука в воде. Эксперимент Корадона считается рождением современной гидроакустики. Воздействие на подводный колокол в Женевском озере произошло с одновременным воспламенением пороха. Вспышку пороха Корадон наблюдал на расстоянии 10 миль. Он также слушал звук колокола через подводную слуховую трубу. Измерив временной интервал между этими двумя событиями, Корадон вычислил скорость звука -1435 м/с. Разница с современными расчетами всего 3 м/с.
В 1838 году звук впервые был использован в США для определения профиля морского дна при прокладке телеграфных кабелей. Как и в эксперименте Корадона, источником звука был подводный колокол, а приемником — большая слуховая труба, спускавшаяся за борт. Результаты эксперимента разочаровали. Звук колокола (действительно, как взрыв пороховой гильзы под водой) давал очень слабое эхо и был едва слышен среди других морских звуков. Мне пришлось перейти в область более высоких частот. Это позволяет создавать направленные акустические лучи.
Первый ультразвуковой генератор был построен англичанином Фрэнсисом Гальтоном в 1883 году. Ультразвук был похож на свист, когда вы дули на лезвие ножа. Роль таких точек в свистке Гальтона играли цилиндры с острыми краями. Воздух или другой газ, выходящий под давлением через кольцевое сопло того же диаметра, что и конец цилиндра, ударяется о торец, вызывая колебания высокой частоты. Насвистывая водородом, мы смогли получить колебания до 170 кГц.
В 1880 году Пьер и Жак Кюри совершили окончательное открытие ультразвуковой технологии. Братья Кюри заметили, что при приложении давления к кристаллу возникает электрический заряд, прямо пропорциональный силе, действующей на кристалл. Это явление называется «пьезоэлектрическим», что в переводе с греческого означает «толкать». Кроме того, они продемонстрировали обратный пьезоэлектрический эффект. Это происходит, когда к кристаллу прикладывается быстро меняющийся потенциал, заставляющий его колебаться. С тех пор стало технически возможным производство миниатюрных ультразвуковых передатчиков и приемников.
В 1914 году французский физик Поль Ланжевен совместно с талантливым русским ученым-эмигрантом Константином Васильевичем Шиловским разработали первый гидролокатор, состоящий из ультразвукового излучателя и гидрофона (приемника ультразвуковых колебаний на основе пьезоэлектрического эффекта). . Гидролокатор Ланжевена-Шиловского был первым ультразвуковым прибором, введенным в практическое применение. В это же время русский ученый С.Я.Соколов разработал основы ультразвуковой дефектоскопии в промышленности. В 1937 году немецкий психиатр Карл Дусик вместе со своим братом Фридрихом, физиком, использовали ультразвук для обнаружения опухолей головного мозга, но полученные результаты оказались недостоверными. В медицинской практике ультразвук впервые был использован в США в 1950-х годах 20 века.