Инфразвук и ултразвук. Приложения
В този урок се запознаваме със звуците, които човек не чува. Инфразвукът има честота под 20 Hz и възниква при земетресения, бури и работа на големи машини. Ултразвукът има честота над 20 000 Hz. Прилепите и делфините се ориентират с ултразвук (ехолокация), а кучетата го чуват. Човекът го използва в ехолота за измерване на дълбочина и в медицинската ехография.
Какво да запомним
- Инфразвук: под 20 Hz. Източници: земетресения, бури, машини.
- Ултразвук: над 20 000 Hz.
- Ехолокация: прилепи и делфини определят разстояния по отразения ултразвук.
- Ехолот: дълбочина h = vt/2.
- В ехографията се използва ултразвук с честота от порядъка на MHz, защото малката дължина на вълната показва дребни детайли.
Пример
Ехолот получава отразения сигнал след 2 s, скоростта във водата е 1500 m/s. Дълбочината е h = 1500·2/2 = 1500 m.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Кое от животните използва ултразвук, за да се ориентира (ехолокация)?
- Делфинът
- Слонът
- Кравата
- Жабата
Отговор: Делфинът
Делфините и прилепите излъчват ултразвук и улавят отразените сигнали.
Кой уред използва ултразвук, за да измери дълбочината на морето?
- Барометър
- Ехолот
- Перископ
- Термометър
Отговор: Ехолот
Ехолотът измерва времето, за което ултразвуковият сигнал отива до дъното и се връща.
Кое природно явление е източник на инфразвук?
- Пеенето на птиците
- Жуженето на комар
- Шумоленето на листата
- Земетресенията и бурите
Отговор: Земетресенията и бурите
Мощните природни процеси създават трептения с честота под 20 Hz.
Ехограф изпраща в тъканите ултразвук с честота 2 MHz. Каква е дължината на вълната, ако скоростта е 1540 m/s?
- 0,77 m
- 0,77 mm
- 3,1 mm
- 7,7 mm
Отговор: 0,77 mm
λ = v/ν = 1540 : 2 000 000 = 0,00077 m = 0,77 mm.
Звуци с каква честота се наричат инфразвук?
- Над 20 000 Hz
- Между 20 и 200 Hz
- Под 20 Hz
- Точно 440 Hz
Отговор: Под 20 Hz
Инфразвукът е под долната граница на чуване на човека.
Кое животно ловува нощем, като се ориентира с ултразвук?
- Совата
- Лисицата
- Прилепът
- Таралежът
Отговор: Прилепът
Прилепът издава ултразвук и по ехото открива насекоми и препятствия.
Кое домашно животно чува ултразвук, затова за него има „беззвучни“ свирки?
- Кучето
- Кокошката
- Кравата
- Рибката
Отговор: Кучето
Кучетата чуват до много по-високи честоти от човека.
Ехолот получава отразения сигнал 0,4 s след изпращането. Каква е дълбочината? (скорост във водата 1500 m/s)
- 600 m
- 150 m
- 3750 m
- 300 m
Отговор: 300 m
Звукът отива и се връща: h = 1500 · 0,4 / 2 = 300 m.
Защо в медицинската ехография се използва ултразвук с много висока честота (MHz)?
- Защото той е по-силен от рентгена
- Малката дължина на вълната позволява да се различат малки детайли
- Защото се чува по-добре
- Защото не се отразява от тъканите
Отговор: Малката дължина на вълната позволява да се различат малки детайли
Колкото по-малка е дължината на вълната, толкова по-малки обекти могат да се видят.
Звуци с каква честота се наричат ултразвук?
- Под 20 Hz
- От 20 до 200 Hz
- Около 1000 Hz
- Над 20 000 Hz
Отговор: Над 20 000 Hz
Ултразвукът е над горната граница на чуване, около 20 000 Hz.
Как се нарича ориентирането на прилепите чрез отразен ултразвук?
- Ехография
- Ехолокация
- Резонанс
- Интерференция
Отговор: Ехолокация
При ехолокацията животното излъчва ултразвук и по ехото определя разстоянията.
Как се нарича медицинското изследване на вътрешните органи с ултразвук?
- Рентген
- Ехография
- Термография
- Кардиограма
Отговор: Ехография
При ехографията ултразвукът се отразява от тъканите и се получава образ.
Прилеп чува ехото от насекомо 0,02 s след като е изпратил сигнала. На какво разстояние е насекомото? (v = 340 m/s)
- 6,8 m
- 1,7 m
- 3,4 m
- 34 m
Отговор: 3,4 m
Звукът отива и се връща: s = vt/2 = 340 · 0,02/2 = 3,4 m.
Ултразвук с честота 40 kHz се разпространява във въздуха (340 m/s). Каква е дължината на вълната?
- 8,5 mm
- 8,5 cm
- 0,85 mm
- 85 m
Отговор: 8,5 mm
λ = v/ν = 340/40 000 = 0,0085 m = 8,5 mm.
Защо някои животни се безпокоят преди земетресение, а хората нищо не усещат?
- Виждат в тъмното
- Долавят инфразвука
- Чуват ултразвук от Луната
- Усещат магнитни бури
Отговор: Долавят инфразвука
Преди и при земетресение възниква инфразвук, който някои животни долавят, а човекът не чува.