Sóng siêu âm là gì? Ứng dụng của sóng siêu âm trong cuộc sống

20/11/2021 183

Hiện nay, con người tạo ra sóng siêu âm để chế tạo ra nhiều thiết bị phục vụ cho khoa học kỹ thuật hoặc y học. Vậy sóng siêu âm là gì? Sóng siêu âm có vai trò gì trong cuộc sống?

Mặc dù được ứng dụng trong nhiều ngành khoa học, kỹ thuật…nhưng có rất nhiều người không biết sóng siêu âm là sóng gì và nguyên lý hoạt động của sóng siêu âm như thế nào. Do vậy, thongtinkythuat.com sẽ chia sẻ đến bạn những thông tin hữu ích về sóng siêu âm mà bạn không thể bỏ qua.

Sóng siêu âm là gì? Tần số của sóng siêu âm

Sóng siêu âm là một dạng dao động cơ học của vật chất được truyền qua các môi trường không khí, nước và kim loại. Đây là âm thanh mà con người không nghe thấy được bởi vì tần số của sóng siêu âm là trên 20.000Hz, trong khi ngưỡng nghe của tai người là từ 16Hz đến 20.000Hz.

Sóng siêu âm có tần số bao nhiêu?

Tần số của sóng siêu âm là trên 20.000Hz

Sóng siêu âm có thể được tạo ra một cách tự nhiên hoặc do con người tạo ra. Cụ thể, các loài cá voi, cá heo hoặc dơi đều có thể tạo ra sóng siêu âm để tìm đường đi, tìm đồng loại hoặc để đi săn mồi…Trong khi đó, sóng siêu âm do con người tạo ra dùng để ứng dụng trong các ngành y học, khoa học quân sự…

Cách thức hoạt động sóng siêu âm

Sóng siêu âm là một dạng dao động cơ học được truyền đi dưới dạng các quả cầu rỗng đồng tâm. Trên bề mặt của những quả cầu này có chứa các phân tử không khí nén, và khoảng cách giữa các quả cầu chính là phần mở rộng của các phân tử không khí để sóng âm có thể truyền qua. Do đó, sóng siêu âm chính là một loạt các phân tử khí được nén và giãn nở trong các môi trường như: không khí, nước hoặc kim loại.

Mỗi lấn nén và giãn nở của các phân tử không khí được gọi là một chu kỳ, cứ mỗi giây thì các phân tử khí nén và giãn nở 50 lần tức là sóng siêu âm đã hoàn thành 50 chu kỳ. Mỗi chu kỳ trên một giây được gọi là herzt, ký hiệu là Hz. Trong thang đo siêu âm thì 1 là kilohertz (kHz) bằng 1.000 Hz, và 1 megahertz (MHz) bằng 1.000 kHz hay 1.000.000 Hz

Cách thức hoạt động sóng siêu âm

Mỗi giây, sóng siêu âm hoàn thành 50 chu kỳ

Tần số âm thanh mà tai người có thể nghe rõ nằm trong khoảng 16 – 20.000Hz, trong khi đó, sóng siêu âm có tần số trên 20.000Hz, thường xuất hiện ở côn trùng, dơi hoặc chó mèo. Trong đó, tần số siêu âm của côn trùng là khảng 40kHz, của chó mèo là 30kHz, đặc biệt, các loài dơi có thể tạo ra siêu âm có tần số lên đến 100kHz.

Tác dụng của sóng siêu âm

Sóng siêu âm có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống nên được dùng để:

Đuổi chuột và diệt côn trùng

Do sóng siêu âm nằm trong ngưỡng nghe của một số loài động vật nên con người đã chế tạo ra các thiết bị có thể phát ra sóng có tần số lớn dùng để đuổi chuột và diệt côn trùng gây hại như muỗi, gián…

Siêu âm chẩn đoán trong y học

Ứng dụng của sóng siêu âm trong y học

Sóng siêu âm được ứng dụng trong chẩn đoán siêu âm.

Sóng siêu âm được ứng dụng trong việc siêu âm hoặc chẩn đoán về các bệnh cũng như các vấn đề bệnh tật liên quan đến sự phát triển của thai nhi. Ngoài ra, thiết bị có thể tìm ra các vấn đề bất thường ở trong cơ thể của người lớn, giúp bác sĩ đưa ra kết luận chính xác.

Chế tạo máy phun sương

Nhờ có sóng siêu âm, con người có thể tạo ra các thiết bị có chức năng phun sương với cơ chế hoạt động là: các board mạch điện tử sẽ tạo ra các luồng sóng và khiến các hạt nước bị vỡ ra, tạo thành dạng sương nhỏ, có thể được ứng dụng trong phòng máy lạnh hoặc những nơi có độ ẩm thấp.

Chế tạo máy rửa sóng siêu âm

Các loại máy rửa thực phẩm hoặc dụng cụ sử dụng công nghệ sóng siêu âm cho khả năng làm sạch vượt trội mà không làm hư hỏng đồ dùng. Loài máy này được ứng dụng trong các ngành chế tạo trang sức, thực phẩm hoặc y tế…

Xem thêm:

Tác dụng của sóng siêu âm trong việc xử lý khí thải

Con người sử dụng sóng siêu âm để kết dính hoặc làm ngưng tụ các tinh thể rắn, lỏng có trong khói bụi hoặc sương mù để tạo thành các phân tử lớn hơn. Với công nghệ này, các thành phần độc hại sẽ được đông tụ trong các túi khí, giúp không khí trong lành.

Ứng dụng trong khoa học quân sự

Trong quân sự, sóng siêu âm được ứng dụng để tìm ra các loại thủy sản hay tài nguyên biển; đồng thời có thể dùng để cảnh báo các chướng ngại vật trên biển như: núi băng, bãi ngầm…Bên cạnh đó, sóng siêu âm còn được dùng để chế tạo ra-đa thay thế cho sóng điện từ.

Ứng dụng sóng siêu âm trong quân sự

Sóng siêu âm được ứng dụng để phát hiện tàu ngầm.

Chế biến sữa

Sóng siêu âm có tác dụng phá vỡ cấu trúc chất béo có trong sữa và được hòa trộn vào trong sữa. Bên cạnh đó, công nghệ sóng siêu âm có vai trò rất lớn trong việc thanh trùng và loại bỏ các vi sinh vật có hại trong sữa.

Mặc dù công nghệ siêu âm cao tần đem lại rất nhiều lợi ích trong cuộc sống và được ứng dụng trong nhiều ngành khác nhau nhưng liệu sóng siêu âm có an toàn không? Hạn chế của sóng siêu âm là gì? Các nhà khoa học đã nghiên cứu và chỉ ra những tác hại của sóng siêu âm đối với con người là:

  • Nam giới tiếp xúc với sóng siêu âm sau 6 tháng có nguy cơ bị vô sinh
  • Nếu người mẹ thường xuyên đi siêu âm thì thai nhi sẽ bị tác động tiêu cực đến sức khỏe sau khi sinh như: não bộ, cân nặng hoặc chiều cao…bị ảnh hưởng.
  • Sóng siêu âm còn có thể gây ra sự sai lệch trong quá trình di truyền, thậm chí có thể làm biến dạng trường DNA.
  • Nếu con người nghe âm thanh có tần số lớn hơn 20kHz thì thính giác sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

Bài viết trên đây đã cung cấp thông tin chi tiết về sóng siêu âm là gì cũng như các ứng dụng liên quan đến sóng siêu âm, hy vọng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về những mặt tích cực và tiêu cực mà sóng siêu âm mang lại trong cuộc sống.