Biofyzika

6.5 Ultrazvuk


 
Zvuky o frekvencích nad 20 kHz jsou pro člověka neslyšitelné. Někteří živočichové vnímají i mnohem vyšší frekvence, například pes vnímá akustické vibrace do frekvencí 30 kHz, kočka do 50 kHz a netopýr do asi 100 kHz. Ultrazvukové kmity lze získat třemi typy generátorů: mechanickými, magnetostrikčnín1i a piezoelektrickými.
Mechanickými generátory (malé ladičky nebo píšťaly) lze získat ultrazvuk pouze nízkých frekvencí i výkonů a proto se v lékařství nepoužívají. Magnetostrikční generátory vyvolávají ultrazvukové kmity v prostředí kolem tyčinky z ferromagnetické látky (železo, nikl) umístěné v magnetickém poli elektromagnetu. Je-li elektromagnet napájen střídavým proudem, pak tyčinka mění svůj tvar se stejnou frekvencí (magnetostrikce). Těmito generátory lze dosáhnout velkých výkonů, ale poměrně nízkých frekvencí (do 100 kHz). Používají se v zubním lékařství a ultrazvukové chirurgii.
 
Obr. 6.1: Schéma piezoelektrického jevu
 
Piezoelektrické generátory jsou založeny na nepřímém piezoelektrickém jevu, který je možno pozorovat u některých krystalů (například výbrus krystalu křemene, turmalínu, Siegnetovy soli). Přímým piezoelektrickým jevem nazýváme vznik kladného a záporného náboje na opačných koncích tzv. elektrické osy krystalu při jeho deformaci (obr. 6.1). Piezoelektrickým měničem je destička z křemene nebo jiného vhodného materiálu opatřená na protilehlých koncích elektrodami, na které je přiváděno vysokofrekvenční střídavé napětí. Destička mechanicky kmitá s frekvencí, která závisí na frekvenci střídavého napětí. Je tedy měničem energie elektrické na mechanickou. Mechanická energie destičky rozkmitá okolní prostředí. Intenzity zvuku dosahované piezoelektrickým generátorem činí až 10 W.cm-2 a jsou dostačující i pro terapeutické aplikace ultrazvuku.
Předchozí
Následující
Operace
Prohlédnout vše