Siêu âm và một vài ứng dụng pptx

Siêu âm và một vài
ứng dụng
Thế kỷ 19, Kranj, nhà khoa học Đức đã thông qua thực
nghiệm và rút ra : 20.000Hz là giới hạn lớn nhất tai người có thể
nghe được. Sau này người ta gọi loại sóng có độ lớn hơn
20.000Hz mà con người không nghe thấy là sóng siêu âm.
Sóng siêu âmcó haiđặc tínhquan trọng: thứ nhất là tính định hướng. Do tần
suất củasóng siêuâmrất cao, cho nênbước sóngrất ngắn, bởi vậy nócó thể
truyền theo đường thẳng như ánh sángmà khônggiống mộtsố sóng âm có bước
sóng tươngđối dài. Sóng siêu âm vavào vật cản sẽ phản xạ trở lại, bằng cáchtiếp
nhậnvà phântích sóngphản xạ, có thể dự đoán phươnghướng và khoảng cách của
vật cản. Trongthế giới tự nhiên, con dơicũng dùng giác quanđể phát ra sóng siêu
âm, dùngtai để tiếp nhậnsóngphản xạ để phân biệt vạt cản,bởi vậy trong hangtối
nó có thể bay lượn thoải mái, màvẫn có thể bắt những con mồi nhỏ một cách
chuẩn xác.
Đặc điểm thứ hai của sóng siêu âm là nó có thể truyền trong nướcvới
khoảng cách rất xa.trongkhông khí, sóng siêu âmcủa 30.000Hz,có thể truyền về
phía trước 24mthìcườngđộ giảm xuốngmột nửa,nhưng ở trong nước, nó truyền
về ở phíatrước 44.000mthì cường độ mớigiảm một nữa , tứclà gấp khoảng 400
lần sovới khoảng cách truyền trong không khí. Doánhsángvà sóng điện từ khác
trong nướctruyềnnối tiếp, không đi được xa, bởi vậy sóng siêu âm trở thành
phươngtiệnđầutiênđể thám hiểm vậtthể dưới nước.
Trongđại chiến thế giới thứ nhất, nước Đức tàu ngầm bằng hải dương rộng
lớn làmvật che đỡ, liên tiếp tấn công tuần dươngcủaPhápvàAnh. Cùnglúc đó,
một nhà khoa họcPháp đã đi sâu nghiên cứu,phát minhramộtloại thiết bị gọi là
Sona.Sona dohaibộ phậnmáy tiếp nhận và phát sóngsiêuâm. Máy phát chủ động
phátra sóng siêu âm, máy tiếp nhận tiếp nhận vàđo lường trắcnghiệm các loại
tiếngvọng trở lại, thông quatính khoảngcách thời giantín hiệu phátra vàthuvề,
đã phát hiệncác mục tiêu. Sonachủ động chính xác không nhữngcó thể xác định vị
trí hìnhdángmục tiêu,thậmchí còncó thể phát hiện rađịchcó khả năng thay
nhiều canô.

Thời kỳ hòa bình, Sona cònđượcdùngđể tìmkiếm cácluồngcá, đo lường và
xác định đá ngầm, hướng dẫn tàu ở các bến cảng.DùngSonaquét hiện đại để thăm
dò tìnhhìnhdưới đáybiển, nócó thể thể hiện rõ ràngbiểncả lên trên trang
giấy,²Hình ảnh của biển cả²đã đượcvẽ ra chính xác,sai số khôngvượt quá 20 cm.
Giống như nguyênlý trên, sóngsiêuâmthâm nhập vào thân thể con người, sóng
phản xạ sinh ra thông quathiết bị xử lý điện tử, trạng thái sinhlý vàquanhệ giữa
các bộ phận rõ nét về trạngthái sinh lý vàquan hệ giữa các bộ phận vị trí lớn nhỏ
của nội tạng thân thể con người cũng được phản ánh rõ ràng. Trong bệnh viện mọi
người đều quen làm kiểm tra siêu âm,chính làdùng sóngsiêu âm để kiểm tra cơ
quan nội tạngquantrọngnhư gan, túi mật, tụyvà tử cung, khoangchậu, buồng
trứng, kịp thời phát hiện sự biếnđổi của bệnh như khối u, sỏi đồng thờilợi dụng
sóng siêu âm,bác sĩ còn có thể tiếnhành kiểm trathai nhitrong bụng sản phụ.
Ứng dụng của nguyên tắc kiểm tra bằng sóng siêu âm đã được sử dụngtrong
các côngtrình, chínhlà siêu âm dò vết rạn. Chỉ cần một sóng siêu âm phóngvào
công trình, gặp vếtnứt, rỗ,bọt ẩn giấutrongcông trình, sóngsiêu âm sẽ liên tục
tạo ra sóng phản xạ không,ngừngdovậy mộtthiếu sót nhỏ cũng không qua được
sự kiểm tra của nó,sóngsiêuâmtrở thành công cụ hữu hiệu củakỹ sư.
Những màu sắc huyền ảo của
bong bóng xà phòng
Ban ngày khi quan sát bong bóng xà phòng hay những vết dầu loang
trên mặt nước, ta thấy những vân màu sặc sỡ.
Sự xuất hiện của các vân này như thế nào?
Về mặt vật lý, những vân màu sặc sỡ trên bong bóng xà phòng hoặc trên vết
dầu loang mặt nước, thực chất là hình ảnh thu được từ kết quả của sự giao
thoa ánh sáng.
Màng bong bóng xà phòng là một lớp nướcmỏng (cỡ phầnnghìnmilimét)
trong suốt còn vết dầu loangcũnglà một màngnhư vậy.Hai mặt của màng cùng
phản xạ ánh sáng (như hai mặt tấm kính thông thường)
Những tiasáng phátđitừ một điểm S, phản xạ ở mặt trên của màng và rọi vào mắt.
Trongsố rất nhiều tia sáng phát đi từ S có những tia phản xạ ở mặt dưới củamàng

và cũng rọi vào mắt . Vì màngrấtmỏngnên đối vớimắt, nhữngtia này như là được
phátđi từ cùng một điể. Khi chúngđược thủy tinhthể của mắt hội tụ lên võng mạc,
chúng gặp nhauvà giao thoa với nhau. Khi giao thoa,chúng có thể tăng cường hoặc
triệt tiêunhau. Chùm ánh sáng rọi vào màng là chùm sáng trắng có đủ các màu ứng
với nhiều bướcsóng khácnhau,nên cùngmột lúc ở cùng một điểm nếu sóng ánh
sáng màu này bị triệt tiêu, thì sóng ánh sángmàu khác lại cóthể được tăng cường
và ánhsáng phản xạ trở thành có màu sắc. Màu sắc đó thay đổi theochỗ dày mỏng
trên màng.
Nói "Mặt Trời mọc ở đằng đông"
có đúng không
Buổi sáng thức dậy, nhìn về phía đông, bạn sẽ thấy ông mặt trời đỏ ối
từ từ mọc lên. Thế mà có người dám bảo rằng mặt trời không mọc ở phía
đông! Không lẽ lại có chuyện như vậy?
Trướcđây,người ta nghĩ tráiđất phẳng, bầu trời tròn úp lên. Buổi sáng
người ta thấyrõ ràng là mặt trờimọc lên ở phía đông,và lặnxuống phía tâyvào
buổi tối. Mắt người ta quen nhìn thấy thế, nên cũngquenmiệng nói vậy thôi.Thực
ra, trái đất hình cầu, quayquanh trục của nó, vì vậy mới có hiệntượngngày và
đêm. Phần trái đất hướng về phíamặt trời là ngày, phầnbị che khuất là đêm.
Khi trái đất quay, gócnghiêng giữa mặttrời và mặt đất cũnglớndần lên, vì
vậy ta có cảm tưởngmặt trời "mọc" từ thấplên cao. Cũngbởi vì trái đấtquayvề
hướngđông, nênta cũng thấy mặt trời"mọc"lêntừ hướng đông.Đúng ra, chúngta
phải nói "trái đất quay về hướngđông, hướng về phíamặt trời". Nhưngnói vậy có
lẽ dài dòng quá, nên người ta vẫn bảo "mặt trời mọc ở đằng đông".Tất nhiên,nói
vậy là saikhoahọc, nhưng người ta cũng mặc kệ.