Ultradźwięki - zastosowanie

Ultradźwięki to drgania ośrodka zachodzące z częstotliwością większą od 20000Hz. Nie są one słyszane przez ludzi. Słyszą je jednak, niektóre zwierzęta jak nietoperze czy delfiny. Wytwarzanie tych drgań jest możliwe tylko wtedy, jeśli przedmiot jest lekki i mały.

Zakres zastosowań ultradźwięków w życiu codziennym jest bardzo szeroki m.in. w medycynie i technice. Dzięki małej długości fali pozwalają na uzyskanie dokładnych obrazów przedmiotów. Urządzenie, które umożliwia obserwację głębin morskich to sonar. Jego zastosowanie to lokalizacja wszystkich obiektów zanurzonych w wodzie. Sonary wykorzystywano w okrętach podwodnych. W jego budowie i działaniu wykorzystano ultradźwięki.

Ultradźwięki znajdują także zastosowanie w medycynie. Za pomocą urządzenia generującego i rejestrującego fale ultradźwiękowe (ultrasonograf) można uzyskać obraz narządów wewnętrznych człowieka.

Pozwalają też na pomiar odległości przy pomocy dalmierza ultradźwiękowego, w zakresie od 1 do 10 m. Jeżeli wykorzysta się silne źródło ultradźwięków, to mogą one niszczyć, rozgrzewać niektóre materiały, co pozwala na obróbkę powierzchniową wytwarzanych przedmiotów (obróbka ultradźwiękowa).

Ultradźwięki są również wykorzystywane przez istoty żywe. Niektóre nietoperze posiadają specjalny narząd wytwarzający ultradźwięki oraz bardzo duże i sprawne uszy. Są one zdolne do wykrywania owadów latających w absolutnych ciemnościach (ćmy). Niektóre owady bronią się przed atakiem nietoperza dzięki zdolności do detekcji pochodzących od niego ultradźwięków. Ten mały ssak tuż przed atakiem wysyła w kierunku ofiary specjalną skupioną wiązkę promieniowania, aby zwiększyć precyzję pomiaru odległości. Jeżeli owad usłyszy taki dźwięk, natychmiast składa skrzydła i spada na ziemię, dzięki czemu nietoperz nie może go już odnaleźć.

Ultradźwięki wykorzystują również walenie. Wieloryby czy kaszaloty używają ich do echolokacji analogicznie do łodzi podwodnych, dzięki czemu mogą namierzać ławice swoich ofiar.
Jednak najdoskonalszy zmysł echolokacji posiadają delfiny. Na ich głowach umieszczony jest specjalny rezonator pozwalający na bardzo precyzyjne generowanie strumienia ultradźwięków. Jednocześnie ogromne mózgi delfinów są w stanie przetworzyć uzyskane w ten sposób dane w trójwymiarowy model otoczenia. Badania nad tymi niesamowitymi ssakami wykazały, że poprzez ultradźwięki postrzegają one swoje środowisko z taką precyzją jak my widzimy nasz świat oczami odbierającymi światło. Jednak delfiny są w stanie nie tylko dostrzec wszystko wokół siebie, ale również mogą zajrzeć do wnętrza innych istot. Ssaki te wykorzystują swoje zdolności podczas polowania. Mogą odnaleźć ukryte pod piaskiem zwierzęta. Niektórzy biolodzy uważają, że delfiny wykorzystują silne ultradźwięki również do ogłuszania swoich ofiar.

Podsumowując drgania te mają bardzo szeroki zakres zastosowania. Oto ich przykłady:
- ultrasonograf "prześwietla" ultradźwiękami ciało człowieka,
- ogniskując ultradźwięki można drganiami pobudzić określony narząd, co ma zastosowanie w medycynie,
- prześwietlanie ultradźwiękami innych materiałów pozwala na wykrycie w nich wad (defektoskopia ultradźwiękowa),
- sondy ultradźwiękowe mierzą głębokość mórz,
- wysokoenergetyczną wiązką ultradźwiękową można przecinać i wiercić.