Fizic.docx

INFRASUNETE Infrasunetele.Fantome si infrasunete. Infrasunetele sunt vibrații cu frecvența cuprinsă între 0,001Hz și 20Hz și nu pot fi auzite de urechea umană. Știința care se ocupă cu studiul infrasunetelor se numește infrasonică. Infrasunetele sunt caracterizate de capacitatea acestora de a acoperi distanțe mari și de a ocoli obstacole fără multă disipație. Acestea sunt utilizate în special în seismologie la studiul cutremurelor. Prima observare a infrasuntetelor produse în mod natural a fost după erupția vulcanului Krakatoa în 1883 când valuri acustice consecutive au înconjurat Pământul de aproape 7 ori, fiind înregistrate de barometre din toată lumea. Oamenii de știintă au descoperit în mod accidental că vortexul unei tornade produce infrasunete. Când vortexurile sunt mari frecvența e mai mică, iar când vortexurile sunt mici frecvența e mai mare dar tot nu poate fi auzită de urechea umană. Aceste sunete pot fi percepute de la distanța de 160km și pot fi folosite pentru a da avertizări în cazul unei tornade. Valurile oceanelor produc infrasunete cu frecvența de 0,2Hz numite microbaroame. Infrasunetele pot fi generate și de procese specifice activităților umane precum explozii, motoare diesel, turbine eoliene și subwoofere. Studiul sunetului de joasa frecventa sau al infrasunetelor a oferit cercetatorilor noi perspective asupra lumii din jurul nostru, ducand chiar la gasirea unei posibile explicatii a aparitiilor fantomelor. Sunetul cu frecventa atat de joasa incat urechea umana nu il poate percepe ar putea fi la baza fenomenelor pana acum inexplicabile care se petrec in casele considerate bantuite de spirite si fantome. Urechea umana percepe sunetele a caror frecventa variaza intre 20 si 20.000 de Hz. Sunetele cu o frecventa de sub 20 Hz nu sunt auzite, dar sunt percepute sub forma unor vibratii. Constatarea ca infrasunetele sunt prezente in numeroase case bantuite din Marea Britanie i-a determinat pe oamenii de stiinta sa cerceteze efectele acestui tip de unde sonore asupra starilor emotionale ale oamenilor. Acest tip de sunete strabate distante mari in apa, permitand balenelor sa pastreze legatura unele cu celelalte chiar daca sunt despartite de sute sau chiar mii de kilometri. Infrasunetele sunt folosite in ultimii 60 de ani si de oameni, pentru producerea de arme nonletale. Inca din anii '50, oamenii de stiinta au incercat sa produca arme eficiente care sa emita sunete de unu pana la 10 Hz.

Reactia nimlelor și oamenilor la infrsunete Este cunoscut faptul că animalele pot percepe infrasuntele care circulă prin pământ și pot servi ca un semnal de avertizare. Un exemplu recent este tsunamiul din 2004 din Asia. Animalele au fost observate fugind cu mult înainte ca tsunamiul să ajungă pe coasta Asiei, însă nu se știe dacă acesta este motivul exact deoarece anumiți cercetători au sugerat că poate fi influența undelor electromagnetice și nu a celor infrasonice care le-au determinat pe animale să fuga. Elefanţii şi vitele pot auzi chiar şi infrasunetele (care au frecvenţe mai joase decât sunetele percepute de urechea umană) până la 16 hertzi. Cum sunetele de frecvenţă joasă ajung până departe, elefanţii pot comunica la distanţe de peste 4 km. De fapt, unii cercetători sunt de părere că reacţiile unor astfel de animale pot constitui semnale de avertizare în caz de cutremur şi în cazul unor turbulenţe atmosferice puternice, ambele emiţând infrasunete. Anumite insecte aud prin intermediul unor membrane subţiri, plate, asemănătoare unui timpan, care se găsesc aproape în orice parte a corpului, cu excepţia capului. Altele aud cu ajutorul unor perişori subţiri care reacţionează nu numai la sunete, ci şi la cele mai uşoare mişcări ale aerului, precum cele făcute de mâna unui om. Această sensibilitate arată de ce insectele sunt atât de greu de prins. Infrasunetele sunt cunoscute pentru capacitatea lor de a crea o stare de neliniște, de a induce frică în oameni și de a-i face pe aceștia să creadă că se întâmplă evenimente supranaturale. Unele filme folosesc infrasunete pentru a dezorienta publicul (de exemplu Paranormal Activity).

Surse si efecte ale infrasunetelor.Aplicații ale infrsunetelor Fenomenele naturale sunt generatori de infrasunete. Efectele potenţiale distale care se produc atunci când au loc explozii naturale determină efecte legendare. I. Tunetul II. Cutremurele III. Inundaţiile a) Valurile b) Mareele c) Cascadele, gheaţa şi gheţarii IV. Focul a) Aurora boreală b) Exploziile solare şi vântul solar V. Vântul VI. Motoarele a)în psihologie-Infrasunetele produc senzaţii psihologice variate caredebutează ca uşoară “iritaţie”. La anumite înălţimi,infrasunetele produc o presiune fizică. La o intensitatespecifică joasă, frică şi dezorientare. b) În construcţii - demolăriLa o înălţime foarte specifică a infrasunetelor, acestea fac săexplodeze diferite lucruri.

c) În lupta pentru supravieţuire-La alte înălţimi ale infrasunetelor, ele produc incapacitate şi ucid. Organismele se rup în bucăţi. Creaturile marine îşi folosesc acest potenţial pentru a-şi ucide prada. d) În muzică-Tonurile bass emfatice ale catedralelor par a putea să explodeze chiar coloanele care susţin vechile bolte. e) În industria militară-Desi cercetarile asupra armelor reprezentate de câmpurile electromagnetice asupra creierului uman sunt plasate temporar inca de la inceputul secolului XX, ele s-au dezvoltat in doua directii conform situatiilor ce apar insocietate.

Ultrasunetele Ultrasunetele sunt vibrații mecanice cu frecvențe mai mari de 20 000 Hz. Ele au de obicei intensitatea redusă. Ultrasunetele cu intensitate mare se obțin prin procedee electromecanice care se bazează pe fenomenul piezoelectric și / sau pe fenomenul magnetostricțiune. Pot fi generate, de asemenea, cu fluiere. La om limita superioară a auzului tinde să scadă cu vârsta astfel că omul matur nu mai poate auzi acele sunete pițigăiate pe care un copil le aude. Anumite companii de telefoane mobile folosesc acest lucru pentru a crea sonerii de telefon care să fie auzite numai de cei tineri, dar ele sunt auzite câteodată și de cei în vârstă din motive diferite.

Ultrasunete cu intensitate mare Generatorul piezoelectric

Figura 1. Efectul piezoelectric Unii dielectrici cristalini formați din dipoli permanenți care au centru de simetrie (adică toate substanțele feroelectrice) prezintă așa numitul efect piezoelectric direct. Acesta constă în următoarele: dacă un astfel de cristal este supus la o deformare elastică, de exemplu la întindere (cazul (a) din figura 1) sau la comprimare (cazul (b) din figura 1) , atunci dipolii săi moleculari se vor roti într-un mod determinabil și cristalul se polarizează, conform celor două cazuri din figură. Pe fețele opuse solicitărilor mecanice apar sarcini electrice legate care creează o diferență de potențial (deci și un câmp electric) între ele. Mărimea polarizației, a diferenței de potențial este proporțională cu mărimea deformării mecanice. La schimbarea sensului de deformație se schimbă și semnul polarizării electrice. Cele mai cunoscute cristale piezoelectrice naturale sunt cuarțul, sarea Seignette, metatitanatul de bariu, etc.

La aceleași cristale s-a observat și efectul piezoelectric invers. Acest efect se materializează astfel: la aplicarea unei diferențe de potențial pe fețele care se electrizau înainte, în funcție de mărimea acesteia, apare proporțional o deformare mecanică de întindere sau de comprimare, deformare datorată rotației provocate a dipolilor mecanici. În figura de mai sus este prezentată situația în care cristalul a fost tăiat încât pe direcția de aplicare a efortului exterior este perpendiculară pe direcția suprafețelor care se electrizează. Un astfel de efect piezoelectric se numește efect piezoelectric longitudinal. Intensitatea undelor ultrasonore emise este maximă atunci când este îndeplinită condiția de rezonanță pentru frecvența fundamentală, adică, ca și la undele staționare la coarda vibrantă: {\displaystyle d={\frac {\lambda }{2}}} {\displaystyle d={\frac {\lambda }{2}}} d = λ / 2 = γ / 2v <=> v =γ / 2d = (1/2d) * radical (E/ρ) d – grosimea lamei Pentru obținerea ultrasunetelor pe baza efectului piezoelectric se folosesc diferite montaje electronice, dintre care două sunt mai cunoscute: montajul în rezonanță (fig. 2) și montajul în oscilație.

Ultrasunetele pot fi produse prin mijloace mecanice(generatorul Hartman),mijloace electromagnetice,sau mijloace termice.Efectele ultrasunetele diferitelor stari de agregare a materiei si asupra organismelor vii sunt variate:unele fiind utile altele fiind daunatoare.Dintre aplicatiile utile face parte sondajul submarin pe baza de ultrasunete utilizat pentru a stabili adancimea apei sau pentru detectarea unor vase esuate in adancul marilor.O alta aplicatie o constituie defectoscopia cu ultrasunete,care permite punerea in evidenta a unor defecte in elementele de beton armat sau in organele de masini,fara a produce nici cele mai mici deteriorari suplimentare ale acestor piese. Ultrasunetele sunt utilizate la distrugerea unor bacterii sau virusuri ale unor boli contagioase cum sunt bacilul tuberculozei,virusul gripei,insa ultrasunetele au si multe efecte nocive asupra omului atunci cand acesta se afla in imediata apropiere a sursei.Dr.Williams,cercetator la Departamentul de Biofizica al Universitatii Manchester(M.B.)facand experiente pe animale apoi pe oameni,considera ca terapia cu ultrasunete poate dezintegra globulele rosii din sange si afecteaza chiar globulele albe.In cazul folosirii ultrasunetelor pentru stabilirea unui diagnostic intensitatea lor este mult mai redusa dar totusi reclama prudenta.

Ultrasunetele au fost descoperite initial pentru depistarea si stabilirea cartografica a submarinelor si utilizarea initiala a fost facuta pentru aceasta depistare cu utilizare militara.

Ulterior s-a stabilit ca aceasta utilizare a ultrasunetelor poate fi efectuata si in medicina unde initial utilizarea a fost una imagistica pentru folosirea in ecografii, astfel ca a fost transpusa aceasta utilizare militara in una medicala. Din folosirea medicala diagnostica, imagistic-ecografica ulterior s-a observat ca in transpunerea unor anumite unde pe o anumita frecventa ca aceste ultrasunete pot fi folosite si terapeutice nu doar diagnostice.

Ultrasunetele trec prin ziduri? Ultrasunetele nu trec prin pereți, asa cum trec undele sonore obișnuite. Când ultrasunetele se lovesc de un obiect, acestea se vor dispersa si raspandi în jurul obiectului. Cum resping ultrasunetele dăunătorii? Aparatele cu ultrasunete sunt concepute pentru respingerea dăunătorilor din casă. Rozătoarele raspund la o frecvență de aproximativ 60 kHz. Pisicile și câinii pot fi respinse cu frecvente de 22-25 kHz. Insectele, cum ar fi tantarii, mustele, puricii, etc. răspund la 38-44 kHz. Ultrasunete vor crea presiune mare la nivelul timpanului daunatorilor care se vor îndepărta de sursa ultrasunetelor. Și animalele ca liliacul sau delfinul folosesc ecoul, fenomenul se numeste ecolatie. Ele il folosesc pentru a se orienta si a localiza prada. delfinii emit serii de peste 700 de "clicuri" pe sec. Timpul in care se intoarce ecoul le spune cat de departe se afla de bancurile de pesti. Sunetele inailte, ca ale pasarilor, au unde de trecventa mare. Balena albastra este cel mai zgomotos animal de pe planeta. Ea scoate sunete de pana la 188 dB. O specie de maimuta despre care oamenii de stiinta credeau ca este una tacuta s-a dovedit a fi, in realitate, una foarte zgomotoasa. Nu a putut fi auzita pana acum din simplul motiv ca aceasta comunica doar prin ultrasunete, sunete prea inalte pentru a fi auzite de urechea umana. S-a descoperit ca acestea pot auzi sunete la frecvente greu de imaginat. Pana acum se credea ca cel mai inalt sunet pe care il pot auzi urechile unei primate este de 65 de kiloherti.

Din moment ce s-a stabilit ca primatele pot auzi sunete atat de inalte, oamenii de stiinta au vrut sa afle si daca maimutele sunt in stare sa scoata acest gen de sunete. S-a montat astfel echipament de inregistrare pe insulele Bohol si Leyte, dupa ce un atropolog a observat ca animalele deschideau gura, fara a iesi insa vreun zgomot. Inregistrarile, prelucrate, au aratat insa ca se inselau si ca, in realitate, micile primate erau foarte zgomotoase. Sunetele scoase de acestea s-au incadrat intre 67 si 79 de kiloherti, media fiind de 70.