Ultrazvukový měnič Experimenty

Ultrazvukové vlny jsou zvukové vlny , které jsou nad hranicí lidského sluchu . Typicky , lidé mohou slyšet zvukové vlny, mezi 16 Hz a 16 kilohertz , ale ultrazvuk je v rozmezí od 20 až do 10 kilohertz megahertz . Lékařské zobrazování umožňuje rozsáhlé použití ultrazvuku , ale ultrazvuk má také roli v chemické pokusy . Ultrazvukové převodníky

ultrazvukový snímač jezařízení, které převádí elektrickou energii na energii zvuku . Pracují s použitím střídavého proudu do piezoelektrického materiálu , jako je křemen , vložené mezi dvě kovové chladiče . To způsobí, že piezoelektrický materiál rychle vibrují a generuje ultrazvuk . Celým

ultrazvuk používá se ve většině experimentů se liší od ultrazvuku používané v lékařských zobrazovacích situací, jako je těhotenství prověřování . První z nich je nižší frekvence , zatímco druhý je vyšší frekvence a bezpečný pro použití ve zdravotnictví .
Kavitačních bublin a Sonoluminescence

Ultrazvukové vlny projíždějící kapaliny vytvořit střídání oblastí vysokého a nízkého tlaku . Nízký tlak způsobuje malé kavitační bubliny tvořit , který pak roztahují a smršťují , protože oscilačních ultrazvukových vln . Kapalina se vypařuje do bubliny dutin , vyplnění bublinu s párou a plyny rozpuštěné v tekutém difúzní do bublin .

Nakonec ,kavitace bubliny kolaps a implozi , vytváří rázovou vlnu , která subjektů obsah bublin do teplot a tlaků až do 5000 a 1000 Kelvina atmosférou , resp . celým

Tyto podmínky způsobují jedinečné chemické reakce, které by za normálních okolností dochází v laboratoři , jako je například , když sonoluminescence zhroucení bubliny vyzařovat světlo . Podmínky uvnitř kolabující bubliny vytvořit velmi krátké trvání a těžko identifikovat vzrušené molekuly a ionty, které se zbavit své přebytečné energie ve formě světla .

Ultrazvukové čištění

Ultrazvuk může být použit k čištění předmětů, jako jsou šperky . Kavitační bubliny vytvořené ultrazvukové zhroucení na povrchu předmětů ponořené v kapalině . Když se zhroutí , že " letadlo " na povrch a vyčistěte povrch v procesu .

Můžete vidět tento efekt tím, že umístí kus alobalu do ultrazvukové lázně . Připojte ultrazvukový měnič na spodní straně kovové nádoby , jakoplechovka , a naplňte ji vodou . Zapněte snímač a drží kus alobalu ve vodě asi 10 sekund. Zvedněte fólie na jasném světle vidět mnoho drobných děr praštil do fólie o vybočení a tryskání kavitačních bublin .
Vytvoření emulze nemísitelných kapalin

Některé kapaliny , jako je například olej a voda , nemíchejte navzájem i s intenzivního míchání . Tyto kapaliny jsou " nemísitelné . " Kavitační bubliny vytvořené ultrazvukové měniče mohou být použity k vytvoření emulze dvou nemísitelných kapalin , ve kterém jeden z nemísitelných kapalin se suspendovanými vdruhé . Obě kapaliny se nakonec oddělit , ale to bude pomalejší , než kdybyste smíšené je ručně .

Přidat stejných dílů vaření olej a vodu do sklenice . Smíchejte nemísitelných kapalin protřepáním sklenici rukou , a pak nechat oddělit . Zaznamenejte dobu , aby došlo k úplné oddělení , a pak vložte ultrazvukový měnič do oleje a vody . Zapněte jej vytvořit emulze . Opět nechte dvě kapaliny oddělit a zaznamenat čas dojít k úplné oddělení . Emulze vytvořené ultrazvukem bude trvat déle, než se oddělí .