دانلود مقاله کامل درباره امواج اولتراسوند فراصوت

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه :19

 

بخشی از متن مقاله

رفتار موجي ـ ذره‌اي
در سال 1901 ماکس پلانک (Max Planck: 1947-1858) اولين گام را به سوي مولکول نور برداشت و با استفاده از ايده‌ي تقسيم نور، جواب جانانه‌اي به اين سؤال داد. او فرض کرد که انرژي تابشي در هر بسامدِ ν ــ بخوانيد نُو ــ به صورت مضرب صحيحي از νh است که در آن h يک ثابت طبيعي ــ معروف به «ثابت پلانک» ــ است. يعني فرض کرد که انرژي تابشي در بسامد ν از «بسته هاي کوچکي با انرژي νh» تشکيل شده است. يعني اينکه انرژي نوراني، «گسسته» و «بسته ـ بسته» است. البته گسسته بودن انرژي به‌تنهايي در فيزيك كلاسيك حرفِ ناجوري نبود‌ (همان‌طور كه قبل‌تر در مورد امواج صوتي ديديم)، بلکه آنچه گيج‌كننده بود و آشفتگي را بيشتر مي‌کرد، ماهيتِ «موجي ـ ذره‌اي» نور بود. اين تصور كه چيزي ــ مثلاً همين نور ــ هم بتواند رفتاري مثل رفتار «موج» داشته باشد و هم رفتاري مثل «ذره»، به طرز تفكر جديدي در علم محتاج بود.

تعريف امواج اولتراسوند فراصوت

امواج فراصوت به شكلي از انرژي از امواج مكانيكي گفته مي‌شود كه فركانس آنها بالاتر از حد شنوايي انسان باشد. گوش انسان قادر است امواج بين 20 هرتز تا 20000 هرتز را بشنود. هر موج (شنوايي يا فراصوت) يك آشفتگي مكانيكي در يك محيط گاز ، مايع و يا جامد است كه به بيرون از چشمه صوتي و با سرعتي يكنواخت و معين حركت مي‌كند. در حركت يا گسيل موج مكانيكي ، ماده منتقل نمي‌شود. اگر ارتعاش ذرات در جهت عمود بر انتشار صوت باشد، موج عرضي است كه بيشتر در جامدات رخ مي‌دهد و در صورتي كه ارتعاش در راستاي انتشار امواج باشد، موج طولي است. انتشار در بافتهاي بدن به صورت امواج طولي است. از اين رو در پزشكي با اينگونه امواج سر و كار داريم.

روشهاي توليد امواج فراصوت

روش پيزو الكتريسيته

تاثير متقابل فشار مكانيكي و نيروي الكتريكي را در يك محيط اثر پيزو الكتريسيته مي‌گويند. بطور مثال بلورهايي وجود دارند كه در اثر فشار مكانيكي ، نيروي الكتريكي توليد مي‌كنند و برعكس ايجاد اختلاف پتانسيل در دو سوي همين بلور و در همين راستا باعث فشردگي و انبساط آنها مي‌شود كه ادامه دادن به اين فشردگي و انبساط باعث نوسان و توليد امواج مي‌شود. مواد (بلورهاي) داراي اين ويژگي را مواد پيزو الكتريك مي‌گويند. اثر پيزو الكتريسيته فقط در بلورهايي كه داراي تقارن مركزي نيستند، وجود دارد. بلور كوارتز از اين دسته مواد است و اولين ماده‌اي بود كه براي ايجاد امواج فراصوت از آن استفاده مي‌شد كه اكنون هم استفاده مي‌شود.

اگر چه مواد متبلور طبيعي كه داراي خاصيت پيزو الكتريسيته باشند، فراوان هستند. ولي در كاربرد امواج فراصوت در پزشكي از كريستالهايي استفاده مي‌شود كه سراميكي بوده و بطور مصنوعي تهيه مي‌شوند. از نمونه اين نوع كريستالها ، مخلوطي از زيركونيت و تيتانيت سرب (Lead zirconat & Lead titanat) است كه به شدت داراي خاصيت پيزوالكتريسيته مي‌باشند. به اين مواد كه واسطه‌اي براي تبديل انرژي الكتريكي به انرژي مكانيكي و بالعكس هستند، مبدل يا تراسديوسر (transuscer) مي‌گويند. يك ترانسديوسر اولتراسونيك بكار مي‌رود كه علامت الكتريكي را به انرژي فراصوت تبديل كند كه به داخل بافت بدن نفوذ و انرژي فراصوت انعكاس يافته را به علامت الكتريكي تبديل كند.

روش مگنتو استريكسيون

اين خاصيت در مواد فرومغناطيس (مواد داراي دو قطبي‌هاي مغناطيسي كوچك بطور خود به خود با دو قطبي‌هاي مجاور خود همخط شوند) تحت تاثير ميدان مغناطيسي بوجود مي‌آيد. مواد مزبور در اين ميدانها تغيير طول مي‌دهند و بسته به فركانس (شمارش زنشهاي كامل موج در يك ثانيه) جريان متناوب به نوسان در مي‌آيند و مي‌توانند امواج فراصوت توليد كنند. اين مواد در پزشكي كاربرد ندارند و شدت امواج توليد شده به اين روش كم است و بيشتر كاربرد آزمايشگاهي دارد.

كاربرد امواج فراصوت

1. كاربرد تشخيصي (سونوگرافي)

2. بيماريهاي زنان و زايمان (Gynocology) مانند بررسي قلب جنين ، اندازه ‌گيري قطر سر (سن جنين) ، بررسي جايگاه اتصال جفت و محل ناف ، تومورهاي پستان.

3. بيماريهاي مغز و اعصاب (Neurology) مانند بررسي تومور مغزي ، خونريزي مغزي به صورت اكوگرام مغزي يا اكوانسفالوگرافي.

4. بيماريهاي چشم (ophthalmalogy) مانند تشخيص اجسام خارجي در درون چشم ، تومور عصبي ، خونريزي شبكيه ، اندازه ‌گيري قطر چشم ، فاصله عدسي از شبكيه.

5. بيماريهاي كبدي (Hepatic) مانند بررسي كيست و آبسه‌ كبدي.

6. بيماري‌هاي قلبي (cardology) مانند بررسي اكوكار ديوگرافي.

7. دندانپزشكي مانند اندازه‌گيري ضخامت بافت نرم در حفره‌هاي دهاني.

8. اين امواج به علت اينكه مانند تشعشعات يونيزان عمل نمي‌كنند. بنابراين براي زنان و كودكان بي‌خطر مي‌باشند.

9. كاربرد درماني (سونوتراپي)

10. كاربرد گرمايي

با جذب امواج فراصوت بوسيله بدن بخشي از انرژي آن به گرما تبديل مي‌شود. گرماي موضعي حاصل از جذب امواج فراصوت بهبودي را تسريع مي‌كند. قابليت كشساني كلاژن (پروتئيني ارتجاعي) را افزايش مي‌دهد. كشش در scars (اسكار=جوشگاههاي زخم) افزايش مي‌دهد و باعث بهبود آنها مي‌شود. اگر اسكار به بافتهاي زيرين خود چسبيده باشد، باعث آزاد شدن آنها مي‌شود. گرماي حاصل از امواج فراصوت با گرماي حاصل از گرمايش متفاوت است.

ميكروماساژ مكانيكي

به هنگام فشردگي و انبساط محيط ، امواج طولي فراصوتي روي بافت اثر مي‌گذارند و باعث جابجايي آب ميان بافتي و در نتيجه باعث كاهش ورم (تجمع آب ميان بافتي در اثر ضربه به يك محل) مي‌شوند.

درمان آسيب تازه و ورم :آسيب تازه معمولا با ورم همراه است. فراصوت در بسياري از موارد براي از بين بردن مواد دفعي در اثر ضربه و كاهش خطر چسبندگي بافتها بهم بكار مي‌رود.

درمان ورم كهنه يا مزمن :فراصوت چسبندگيهايي كه ميان ساختمانهاي مجاور ممكن است ايجاد شود را مي‌شكند.

خطرات اولتراسوند

سوختگي

اگر امواج پيوسته و در يك مكان بدون چرخش بكار روند، در بافت باعث سوختگي مي‌شود و بايد امواج حركت داده شوند.

پارگي كروموزومي

استفاده دراز مدت از امواج اولتراسوند با شدت خيلي بالا پارگي در رشته دي ان اي (DNA) را نشان مي‌دهد.

ايجاد حفره يا كاويتاسيون

يكي از عوامل كاهش انرژي امواج اولتراسوند هنگام گذشتن از بافتهاي بدن ايجاد حفره يا كاويتاسيون مي‌باشد. همه محلولها شامل مقدار قابل ملاحظه‌اي حبابهاي گاز غير قابل ديدن هستند و دامنه بزرگ نوسانهاي امواج اولتراسوند در داخل محلولها مي‌تواند بر روي بافتها تغييرات بيولوژيكي ايجاد كند (پارگي در ديواره سلولها و از هم گسستن مولكولهاي بزرگ

زمين لرزه:

 

زمين لرزه،‌تكان ناگهاني و سريع زمين در اثر آزادشدن انرژي ذخيره شده در سنگهاست. ممكن است اين انرژي ساليان سال در سنگ ذخيره شده و سپس ظرف چند ثانيه يا چند دقيقه آزاد شود. اكثر زمين لرزه ها،‌آنقدر كوچكند كه انسان آنها را حس نمي كند. از سوي ديگر، بعضي از زمين لرزه ها،‌خرابيهاي زيادي به بار مي آورند و صدهاهزار نفر را مي كشند. خطوط صورتي و نقاط موجود روي نقشه جهان بال، مناطق فعال لرزه اي را نشان مي دهند.

دو كمربنداصلي لرزه خيز در دنيا وجود دارد. يكي كمربند سيركوم- آرام كه اقيانوس آرام را دربرمي گيرد و ديگري كمربند آلپ كه بخشهايي از اروپا و آسيا را دربر مي گيرد. كمربند سيركوم- آرام، سواحل غربي آمريكاي شمالي و آمريكاي جنوبي، ژاپن و فيليپين را شامل مي شود.

سالانه،‌ميليونها زمين لرزه در زمين رخ مي دهد. اكثر زمين لرزه ها فقط چند ثانيه طول مي كشند اما ممكن است زمين لرزه هاي بزرگ چند دقيقه طول بكشند. تقريبا 90 درصد زمين لرزه ها در مرز ورقه ها رخ مي دهند يعني در جايي كه دو ورقه به هم برخورد مي كنند،‌از هم دور مي شوند يا در كنار هم مي لغزند. هنگامي كه اين ورقه ها، به طور ناگهاني حركت مي كنند، مقادير بسيار زيادي انرژي آزاد مي شود كه تبديل به حركت امواج مي شود. امواج زمين لرزه، شبيه امواج صوتي و امواج آب هستند. چرخش اين امواج در پوسته زمين است كه‌ سبب فروريختن ساختمانها،‌ شكستن پلها،‌بالاآمدگي كوهها، فرونشست زمين و در بعضي موارد، ايجاد شكافهاي بزرگ در زمين مي شود.

 

 

 

زمين لرزه ها به چه علت رخ مي دهند؟ دانشمندان اعتقاد دارند كه حركت ورقه هاي زمين، سنگها را خم كرده و باعث خروج آب از آنها مي شود لرزه شناسي چيست؟

لرزه شناسي مطالعه زمين لرزه ها و امواج لرزه اي است كه از درون زمين و در اطراف آن حركت مي كنند. لرزه شناس، دانشمندي است كه زمين لرزه ها و امواج لرزهاي را بررسي مي كند.

 

امواج لرزه اي چيست؟

امواج لرزه اي امواج انرژي داري هستند كه در اثر شكستن ناگهاني سنگهاي درون زمين يا در اثر انفجارايجاد مي شوند. اين امواج انرژي دار از درون زمين عبور مي كنند و توسط لرزه نگاشتها ثبت مي شوند.

 

 

انواع امواج لرزه اي:

انواع مختلفي از امواج لرزه اي وجود دارد كه به شيوه هاي مختلفي حركت مي كنند. دو نوع اصلي امواج لرزه اي عبارتند از امواج پيكري و امواج سطحي. امواج پيكري، از لايه هاي دروني زمين عبور مي كنند اما امواج سطحي فقط در سطح زمين، مانند موجهاي روي آب، جابه جا مي شوند. زمين لرزه،‌انرژي لرزه اي را هم به صورت امواج پيكري و هم به صورت امواج سطحي، منتشر مي كند.

 

امواج پيكري:

موج P:

نوع اول امواج پيكري، امواج P يا امواج اوليه هستند. اين موج، سريعترين نوع موج لرزه اي است. موج P، مي تواند از ميان سنگ جامد و سيالات، مانند آب يا لايه هاي سيال زمين، عبور كند. اين موج، ‌سنگ را فشار داده و مي كشد، همانطور كه امواج صوتي، هوا را فشار داده و مي كشند. آيا شما تا به حال صداي تق تق پنجره ها را به هنگام رعدو برق شنيده ايد؟ تق تق پنجره ها، به علت امواج صوتي است كه روي شيشه پنجره فشرده شده و كشيده مي شوند مانند موج  P كه سنگ را فشرده كرده و مي كشد. گاهي اوقات، حيوانات مي توانند امواج P زمين لرزه را بشنوند. معمولا ما فقط مي توانيم تكان اين امواج را حس كنيم.

فلش جهتي را كه موج حركت مي كند، نشان مي دهد.

*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***