X
تبلیغات
تحقیق - فرو صوت و فراصوت
 
تحقیق
 
 
تحقیق
 

فرو صوت و فراصوت
اصواتی با بسامد‌های زیر به عنوان فرو صوت شناخته می‌شوند. در مقابل اصواتی با بسامد‌های بالاتر از به عنوان فراصوت نامیده می‌شوند. با این حال گوش انسان توان شنیدن چنین اصواتی را ندارد. برخی حیوانات توان شنیدن فروصوت و فراصوت را دارند.

کرگدن‌ها با اصواتی به بسامد با یکدیگر صحبت می‌کنند.

 

در حالی که خفّاش‌ها با اصوات شکار خود را شناسایی و جهت یابی می‌کنند.

در تصویر زیر محدوده بسامد صدای انسان، موش، خفّاش، فیل، پروانه و زلزله آمده‌است.

بسامد یک ویژگی فیزیکی صوت است زیرا به‌کمک لوازم الکترونیکی می‌توان آن را اندازه گرفت. در مقابل، بسامد در گوش ما به عنوان یک اثر کیفی است به طوری که با آن زیر و یا بمی صدا را تشخیص می‌دهیم. یک صدای خالص با بسامد کم به عنوان صدای بم و صدای دیگر با بسامد زیاد به عنوان صدای زیر شنیده می‌شود.

پیانو معمولاً صدای زیر درست می‌کند در حالی که طبل صدای بم تولید می‌کند.

 

اگر مایل باشید ارتباط نوسان گر و صوت بوجود آمده را بررسی کنید، بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

 

اگر مایل باشید با چند روش تولید صدا و چند وسیله موسیقی آشنا شوید، بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

امواج فروصوتی معمولاً توسط چشمه های بزرگ تولید می شوند، امواج زمین لرزه از این جمله اند. همچنین کرگدن ها برای برقراری ارتباط با یکدیگر از امواج فروصوت با فرکانس Hz 5 استفاده می کنند.

چگونه ازموج های فراصوت درتعیین عمق دریا استفاده می شود؟

امواج صوتی هم مانند نوری انعکاس و شکست دارند. اینم درباره همه امواج طیف الکترومغناطیس صاذقه. موجهای فرا صوت با برخورد به کف دریا منعکس شده و گیرنده آنها را دوباره دریافت می کند. با توجه به رابطه طول موج با ارتفاع، عمق تعیین می شود. به فیزیک پایه جلد2 و دوره درسی فیزیک جلد3 مراجعه کن.

چگونه از موجهای فراصوت در تعیین عمق دریا استفاده می شود?

پاسخموج بازگشتی! مثل انعکاس نور می مونه. طول موجش رو در آشکار ساز که همون گیرنده رادیویه می تونی ببینی و به دست بیاری. فیزیک پایه جلد جلد دوم.

تعیین عمق دریا

همان طوری که از رادار در هواپیما استفاده میشود ومحل دقیق هواپیما وارتفاع ان از زمین وسرعت وجهت حرکت ان را درفضا مشخص میکنند به کمک ((سونار))بااستفاده از ماورای صوت نیز میتوان محل زیردریایی وفاصله ی انازسرعت وجهت حرکت ان را دردریامعلوم کرده جالب است بدانیم که رادارها وسونارها براساس مطالعه ای که بر روی خفاش صورت می گرفته طرح ریزی شده است.

در سونارها، امواج ماورای صوت به صورت امواج ناپیوسته در امتداد معین فرستاده می شود و چناچه مانعی در مسیر امواج موجود باشند امواج بازتاب می شوند و به وسیله ی گیرنده ها و آشکار سازها دریافت می گردند.

زمان بین انتشار موج و دریافت بازتابش آن را باساعتهای دقیق اندازه می گیرند و چون سرعت موج در هر محیط مشخص است فاصله ای که موج در این مدت پیموده محاسبه می شود و از روی آن فاصله مانع را معلوم می کنند.

سونارها را برای تعیین عمق دریاها (ژرفاسنجی) و فاصله کشتیها و زیر دریاییها و نیز سرعت آنها به کار می برند.

 

 

 

سترون کردن به کمک پرتودهی

از سه نوع پرتو استفاده می‌شود: اشعه فرابنفش ، اشعه ایکس ، اشعه گاما. اشعه فرابنفش در بین آنها دارای کاربرد وسیعی است. ولی چون قادر به عبور از آب ، مایعات ، شیشه یا پلاستیک شفاف نیست، بنابراین برای سترون کردن سطوح عریان بکار می‌روند. پرتوهای یوننده مثل پرتو گاما برای سترون کردن مواد غذایی ، فراورده‌های پزشکی و سایر مواد متراکم بکار می‌روند. بهترین کاربرد پرتو گاما در سترون کردن خاک است. تاثیر پرتوها بر یاخته‌ها به علت اثرات مرگ بار آنها بر DNA است.

کاربرد اشعه گاما

انتظار می‌رود که مطالعه پرتو گامای کیهانی پاسخگوی سوالاتی باشد که برای ما از نظر ادراک ساختمان اجسام فضایی و ادراک رویدادهایی که در جهان اتفاق می‌افتند، اهمیت زیادی دارند. این واقعیت که کوانتاهای گاما در مسیرهای مستقیمی ‌انتشار می‌یابند، نه تنها کشف منابع اشعه گاما را که در دوردست قرار دارند، بلکه تعیین مسیر آنها را آسان‌تر می‌نماید. از سوی دیگر تابش گاما که در نتیجه فعالیت ذرات سریع و غیر حرارتی ایجاد می‌گردد، اطلاعاتی را در مورد پدیده‌هایی که مربوط به تجمع زیاد این ذرات می‌شود، با خود حمل می‌نماید.

 

مشخصه های بارز اشعه ایکس:

بزرگی جریان لامپ بر پخش طول موج اشعه ایکس تولید شده تاثیر ندارد. اما بر روی شدت پرتو موثر است.

طول موج اشعه ایکس یا اشعه گاما بسیار مهم است. با کاهش طول موج ، نفوذپذیری پرتو به درون محیط افزایش می یابد. به بیان دیگر در مقایسه با پرتوی با طول موج بزرگتر ، پرتوی با طول موج بسیار کوتاه قادر به نفوذ به ماده معینی با ضخامت بیشتر و یا چگالی بیشتر خواهد بود. بنابراین ، اگر حداقل طول موج پرتو تولید شده با افزایش ولتاژ لامپ کاهش یابد، نفوذپذیری پرتو افزایش خواهد یافت.

کاربرد رادار

نظامي

درجنگ جهاني دوم زمانيکه رادار وارد صحنه نبرد  شد، انگلستان پيگاههاي وسيعي را با رادار مجهز کرد و به اين ترتيب هواپيماهاي آلماني در کار خودشان دچار اختلال شدند. به عقيده بسياري از کارشناسان همين رادار بود که آلمان را علي رغم حمله‌هاي گسترده هوايي بر روي شهرهايي نظير لندن ، ناکام گذاشت. همچنين بسياري از زير دريايي هايي که تعداد زيادي از کشتيهاي حمل و نقل و ناوهاي جنگي متفقين را به قعر دريا می‌فرستادند، با کمک رادارها شناسايي شدند و در عمليات گوناگون خود دچار شکست گرديدند.

 رادارها حتي در توپخانه‌ها ، موشک اندازها و جنگ هاي زير درياييها نيز وارد عمل شدند و توجه قدرتهاي بزرگ تسليحاتي را ، حتي پس از شکست هيتلر و پايان جنگ جهاني به خودشان جلب کردند. اما صرف نظر از کاربردها نظامي، رادار خدمات صلح آميز بسياري را بري انسان امروزي در برداشته است. کاهش سوانح در مسافرت هاي دريايي و هوايي همگي مديون رادار هستند.

علمي

در حقيقت يکي از مهمترين کاربردهاي علمي رادار با آغاز عصر فضا بوجود آمد و بشر توانست براي اولين بار با کمک رادار به فضا دسترسي پيدا کند و حتي سطح سياره ها و اشکال گوناگون آنها را شناسايي کند. اين موفقيت سالها قبل از آن بود که سفينه ها بتوانند از سطح سيارات عکسبرداري کنند. بنابرين رادار علي رغم خرابي هاييکه با گسترده تر کردن جنگ ها به وجود آورد، توانست خدمات بسيار ارزنده اي را براي جامعه بشري به ارمغان آورد و انسان اين همه را مديون طبيعت بي ادعاست!

 

 

 

صنعتي وبازرگاني

شناسايي حضور يا عدم حضور يک جسم در فاصله ه‏اي مشخص – عمدتاً آنچه را که توسط رادار شناسايي می‏شود متحرک مي باشد ( مانند هواپيما ) اما رادار قادر به شناسايي حضور اجسام که مثلاً در زير زمين نيز مدفون شده‏ اند، می‏باشد. در بعضي از موارد حتي رادار می‏تواند ماهيت آنچه را که می‏يابد مشخص کند، مثلاً نوع هواپيميي که شناسايي می‏کند. شناسايي سرعت آن جسم- دقيقاً همان هدفي که پليس از آن در بزرگراهها براي کنترل سرعت خودروها از آن استفاده می‏کند.

کاربردها

دید در شب

تصویر دوسرباز امریکائی در جنگ عراق

دستگاه دید در شب وسیله‌ای برای دیدن در شرایط کمبود یا نبود نور کافی جهت مشاهده اشیاء است. دستگاه مذکور قادر به شناسائی اشیاء گرمتر نسبت به محیط، توسط ثبت سایه هائی متفاوت از اجسام سردتر از هدف در رده‌های متفاوت بوده که به نیروهای پلیس و نظامی ، امکان شناسائی انسان و یا اتوموبیل و غیره را به راحتی فراهم می‌سازد.

یک تفنگ مجهز به دوربین دید در شب، بعنوال مثال، از آنجائی که تابش فروسرخ غیرمرئی بوده، اما رفتاری عینا مانند نور مرئی را از خود نشان می‌دهد، پس بنابراین توسط بازتاب و کنترل آن می‌توان به مثابه یک ابزار کاراء در درگیری‌های جنگی یا پلیسی از خواص آن بهره مند شد.

چنین سلاحی به یک منبع تابش فروسرخ و یک عامل بازتاب امواج برگشتی ، در راستای هدف گیریست.

امواج بازیافتی از هدف و یا به عبارت دیگر انرژی بازگشت شده، دریافت و توسط یک سامانه الکترونیکی بصورت یک صحنه مرئی در معرض دید تک تیرانداز ( بعنوان تنها تاظر صحنه)، قرار می‌گیرد.

اندازه گیری حرارت از راه دور

رصد اجرام آسمانی

تصویر برداری / نقشه برداری

عکسبرداری توسط دوربین‌های حساس به انواع تابش فروسرخ با هواپیما ، بالن، سفینه‌ها وغیره .

سنداژ زمین از راه دور (آکموترا)

عکسبرداری هواپیمایی حرارتی فروسرخ امکان نقشه‌برداری از موقعیت و حالتهای معین خطوط لوله و از جمله خطوط لوله انتقال نفت و گاز را اعم از باز و زیرزمینی فراهم می‌کند. هر دوی آنها از حرارتی بالاتر از محیط اطراف برخوردارند و لذا حتی در صورت ساخت زیرزمینی خطوط لوله، تفاوتهای حرارتی کافی برای ثبت آنها به وجود میآیند. از ارتفاعات پایین با دقت ۲/۰-۱/۰ متری انجام بگیرد. عکسهایی که با این کیفیت گرفته میشوند، نشانه‌های بارز خط لوله، قسمتهای وجود آبهای زیرزمینی دور لوله (محل وجود خطر بالای زنگ‌زدگی و فرسایش فلز) و محل ایجاد دهانه‌بند هیدراتی به وضوح دیده می‌شود. امکان ریزش محصولات به گونه‌های مختلف جلوه میکنند.

در خطوط لوله انتقال گاز به علت انبساط آدبیتیک گاز این قسمتها بسیار سرد نشان داده میشوند در حالی که در خطوط لوله انتقال نفت این قسمتها از محیط اطراف گرم‌تر هستند. قسمتهای ریزش نفت در عکسها دقیقاً نشان داده میشوند چرا که قدرت بازتاب محل آلوده شده تغییر می‌کند. عکسبرداری هواپیمایی حرارتی فروسرخ امکان تشخیص نه تنها احتمال وقوع سانحه بلکه آن قسمتهای خط لوله را میدهد که در آستانه سانحه قرار دارند (یعنی کشف سوراخها، جاخالی فراز گاز و غیره)

مخابرات

-انتقال امواج صوتی و تصویری از باندهای پائین تابش فروسرخ (مایکروویو) نزدیک امواج رادیویی جهت تقویت و تکرار پایداری از مبداء تا به مقصد (کاربرد در مخابرات، رادیو وتلویزیون)

گرمادهی

گرما دهی به افراد در سوناها

آب کردن یخ روی بال‌ها و یا سایر اجزاء وادوات پروازی هواپیماها

گرم کردن غذا و سایر خوراکی‌ها بدون گرم کردن هوای اطراف

خشکبار سازی میوه جات در یک دهم زمان متعارف، بدون آلودگی

ارتباطات نزدیک بصورت‌های مختلف دیجیتال

انتقال اطلاعات ازطریق تابش فروسرخ در دامنه کوتاه فروسرخ بین رایانه‌ها و لوازم جانبی دیجیتالی که از استاندارد IrDA برخوردارند، قابل انجام است.

دستگاه‌های متناسب با The Ifra Red Data Association ) IrDA )لوازمی اند که قادرند با استفاده ازدیود‌های نور افشان LEDs توسط لنز‌های پلاستیکی، امواج بسیار باریک فروسرخ را منتشر سازند.

طیف سنجی

این تصویر با رنگ آمیزی کاذب با تلسکوپ فضایی فروسرخ اسپیتزر گرفته شده‌است و خوشه کروی را نشان می‌دهد که تا چندی پیش در صفحه غبارآلود راه شیری پنهان مانده بود. نوار قرمز رنگ پشت هسته خوشه یک ابر غبار است که احتمالاً نشان دهنده برهمکنش خوشه و صفحه پر گاز و غبار راه شیری است.شاید هم این ابر به طور تصادفی در خط دید اسپیتزر قرار گرفته‌است.

درست هنگامی که منجمان فکر می‌کردند آخرین فسیل‌های راه شیری را هم پیدا کرده‌اند یکی دیگر از آنها در نزدیکی خودمان پیدا شد. صفحه کهکشان جای مناسبی برای کشف ناشناخته هاست. زیرا توده‌های غبار و گاز موجود در صفحه اجازه گذر اجرام پشتی را در نور مریی نمی‌دهند اما آنها در نور فروسرخ شفافند. به کمک رصد‌های بعدی که با رصدخانه فروسرخ دانشگاه ویومینگ انجام شد فاصله این خوشه کروی از ما ۹۰۰۰ سال نوری تعیین شد - نزدیکتر از بسیاری از خوشه‌های دیگر - با جرمی معادل ۳۰۰ هزار برابر خورشید. این خوشه در صورت فلکی عقاب جای دارد و اندازه ظاهری آن از زمین مانند دانه برنجی دیده می‌شود که آن را به فاصله یک دست کشیده از چشمان خود نگه داشته‌اید.

سامانه‌های فیزولوژیک/ بیولوژیکی

تابش امواج فروسرخ سبب گرم شدن پوست و نسج سلولی زیر جلدی شده وممکن است در پوست سوختگی‌های نسبتا شدیدی ایجاد نمایند.اگر تابش امواج فروسرخ را به مقدار مناسب بکار برده شود، در نتیجه اتساع رگهای زیر پوست ، تسهیل اعمال فیزیولوژیک پوست امکان پذیرشده و حتی از راه عکس‌العمل پوستی در بهبودی حال عمومی نیز می‌تواند موثر واقع شود.

این تابش خاصیت تسکین درد را نیز دارد که علت آن همان اتساع عروق و بهتر انجام گرفتن عمل رفع سموم و تغذیه بافتها است.

 

 |+| نوشته شده در  شنبه دهم آذر 1386ساعت 13:34  توسط رضا  | 
 
  بالا