تبلیغات

موج های صوتی را برحسب بسامد آن ها به سه گروه تقسیم می کنند:
صوت:به موج های صوتی که بسامد آن ها در حدود 20 تا 20000 نوسان در ثانیه باشد، صوت می گویند. برای آنکه صوتی روی گوش انسان اثر بگذارد و شنیده شود، باید بسامد آن در این محدوده باشد، به این محدوده، محدوده ی شنوایی انسان گفته می شود.

فرو صوت: صوت هایی که بسامد آن ها کم تر از 20 هرتز باشد، فروصوت گفته می شود.

فرا صوت: صوت هایی که بسامد آن ها از 20000هرتز بیش تر باشد، فراصوت گفته می شود.

کاربردهای فراصوت:

. امروزه فرا صوت و استفاده آن در صنعت پزشکی اهمیت بسیار دارد. به عنوان مثال در پزشکی از فراصوت برای بررسی جنین در بدن مادر و اطلاع از وضعیت و اطمینان از سلامتی آن استفاده می شود.

. از فراصوت در جستجوی تومورها و دیگر عوامل غیر طبیعی حفره شکمی و بررسی قلب استفاده می شود.


 

. امواج فرا صوت می توانند دستگاههای پزشکی و دندانپزشکی را تمیز کنند.
. از یک باریکه ی پر انرژی فراصوت برای بریدن بافتهای بدن استفاده می شود.

 گوش انسان توان شنیدن چنین اصواتی را ندارد. برخی حیوانات توان شنیدن فروصوت و فراصوت را دارند.

بسامد یک ویژگی فیزیکی صوت است زیرا به‌کمک لوازم الکترونیکی می‌توان آن را اندازه گرفت. در مقابل، بسامد در گوش ما به عنوان یک اثر کیفی است به طوری که با آن زیر و یا بمی صدا را تشخیص می‌دهیم. یک صدای خالص با بسامد کم به عنوان صدای بم و صدای دیگر با بسامد زیاد به عنوان صدای زیر شنیده می‌شود.

چه حیواناتی قادر به شنیدن امواج فراصوت و فروصوت هستند؟

حیوانات از از صوتها چه استفاده هایی می کنند؟

فرو صوت: برخی حیوانات نیزاز قبیل فیلها، نهنگ ها، دلفین‌ها و خفاش‌ها از این اصوات برای برقراری ارتباط از راه دور استفاده می کنند.

فراصوت در موشها: وقتى حرف آواز خواندنبه میان مى آید معمولاً آواز پرندگان، نهنگ ها و آدم ها بیش از همه جلب توجه مىکند. اما پژوهش جدیدى نشان مى دهد که موش ها را هم بایستى در همان حد و اندازه هابه این فهرست افزود. اکنون مدتى است که پژوهشگران مى دانند موش هاى نر هنگامى که بانشانه هایى از موش هاى ماده در نزدیکى خود مواجه مى شوند، آواهاى فراصوتى از خود سرمى دهند.

خفّاش‌ها با اصوات شکار خود را شناسایی و جهت یابی می‌کنند.

مطالب تکمیلی از صوت و قدرت شنوایی انسانها:

محدوده فرکانس قابل شنیدن برای انسان 20 تا 20000 هرتز میباشد. محدوده فرکانس گفتاری نیز مابین 300 تا 4000 هرتز است. اما گوش انسان نسبت به اصوات با فرکانسهای 1000 تا 4000 هرتز حساسیت بیشتری دارد. به فرکانس صوتی پایین تر از 20هرتز فروصوت و به فرکانس های صوتی بالاتر از 20 هزارهرتز فراصوت اطلاق میگردد. با اینکه فراصوت و فروصوت توسط انسان قابل شنیدن نمیباشند، اما فردی که در معرض آنها قرار میگیرد دچار احساس سرگیجه، تهوع و سردرد میگردد. اصوات به انواع دایمی وپیوسته (بلندی ثابت است مثل صدای سیستم تهویه هوا)، نوسانی (بلندی و یا فرکانس متغییراست مثل آژیر)، منقطع (مثل زنگ تلفن) و انفجاری (مثل شلیک گلوله) تقسیم بندیمیگردند. سرعت صوت در هوا 345 متر در ثانیه، در آب 1500 متر در ثانیه و در فلزات 5000 متر در ثانیه میباشد. هر قدر رطوبت هوا بیشتر باشد سرعت صوت نیز بیشتر است. کاهش قدرت شنوایی با عدم توانایی در تشخیص فرکانس های بالا(صدایزنان و کودکان) آغاز میشود. شدت و بلندی صدا با مقیاس دسی بل(DECIBEL)  اندازه گیری میشود. شدت صوت به بزرگی نوسانات در فشارهوا که توسط امواج صوتی ایجاد میگردند،اطلاق میگردد. پایین ترین حد آن 0 دسی بل است که آستانه شنوایی نامیده میگردد. مقیاس دسی بل لگاریتمی میباشد. بطوری که با افزایش هر 10 دسی بل، شدت سر و صدا 10برابر میگردد. ادراک بلندی صدا نیز در انسان لگاریتمی است بطوری که به ازای هر 10دسی بل افزایش شدت، ادراک بلندی صدا نیز دو برابر میگردد. بنابراین شدت 80 دسی بلیک میلیون بار شدید تر از 20 دسی بل بوده و 64 بار بلندتر میباشد. درغیاب هرگونه شیب از تابنده، سطح موثر دسی بل به میزان 6 دسی بل به ازای 2 برابر شدن فاصله، کاهش مییابد. برای مثال شدت صدای 100 دسی بل در فاصله 10 متری، در فاصله 20 متری به 94 دسیبل و در فاصله 40 متری به 88 دسی بل کاهش می یابد. به ازای هر 3 دسی بل افزایش شدتصوت، میزان فشاری که به پرده صماخ گوش وارد میشود، 2 برابر میگردد. دو فاکتور شدت صوت و طول مدت قرارگیری در معرض منبع صدا در آسیب به شنوایی انسان موثر میباشند. شدت صوت به ازای دو برابر شدن فاصله از منبع صوت به میزان 6 دسی بل کاهش مییاید.

فراصوت در خفاش ها:

خفاش ها گروه اسرار آمیزی ازحیوانات هستند .آنها یکی از چند گروه پستاندارانی هستند که می توانند با صدا جهت یابی کنند. از میان 900 گونه خفاش بیش از نیمی از آنها این توانائی را دارند و موانع را در پرواز شناسائی کرده وراه لانه خود را پیدا نموده و به شکار می پردازند.استفاده فعال از سونار(جهت یابی و مسافت یابی با صدا)همراه با ویژگیهای مورفولوژیکی و سازش های فیزیولوژیکی همراه بوده است.در حقیقت خفاش ها با صدا می بینند.بیشتر خفاشها به کمک انقباض حنجره خود صدا تولید می کنند(جعبه صدا).چند گونه معدود نیز بوسیله زبان خود صدا تولید می کنند.این صدا ها عمدتا از طریق دهان انتشار پیدا می کنند.در بعضی گونه های خاص صدا از طریق سوراخ های بینی انتشار پیدا میکند.این خفاش ها دارای ساختمان های نعل اسبی و یا برگ شکلی هستند که همانند بلند گو عمل می کنند. محدوده صدای تولیدی بین 20کیلو هرتز تا 200کیلو هرتز است(در حالی که محدوده شنوائی انسان 20هرتز  تا 20کیلو هرتز می باشد) بنا براین ما می توانیم صدای مختصری را از خفاشان بشنویم.این صدا ها شبیه به هم خوردن دو سنگریزه گردکوچک به یکدیگر می باشد.

 

آوازهای فراصوت قورباغه ماده برای انتخاب شریک زندگی:

دانشمندان آمریکایی با بررسی ویژگیهای شفگت انگیز گونه ای قورباغه ساکن چین دریافتند که این حیوان برای انتخاب شریک زندگی خود آوازهایی را در بسامد فراصوت می خواند.

به گزارش خبرگزاری مهر، تنها چند گونه از حیوانات شامل نهنگها، دولفینها، خفاشها و بعضی از حشرات هستند که توانایی برقراری ارتباط با همنوعان خود را با استفاده از صداهای فراصوت دارند.

همچنین تعداد معدودی از حیوانات مثل "جغد انبار غله" و فیل هستند که برای تشخیص محل دقیق یک نقطه از اصوات استفاده کنند.

اکنون تیم تحقیقاتی "آبرت فنگ" از دانشگاه ایلینویز گونه ای قورباغه با عنوان علمی  Odorrana tormota را در چین یافته اند که هم از توانایی برقراری ارتباط با کمک اصوات فراصوت و هم از توانایی تشخیص محل دقیق یک نقطه با کمک اصوات برخوردار است.

نتایج این تحقیقات که در مجله "نیچر" منتشر شده اند نشان می دهند که بیشتر قورباغه های ماده تار صوتی ندارند و شریک زندگی خود را از بین قورباغه های نر گروه آوازخوانان انتخاب می کنند. این درحالی است که ماده های Odorrana tormota برای جلب توجه نرها فعالتر هستند.

جنس ماده این گونه با انتشار یک سری آوازهای کوتاه و تیز که شبیه به چهچه هستند نرها را جلب می کنند. این آوازها تنها زمانی تولید می شوند که ماده آمادگی باروکردن تخمها را داشته باشد.

همچنین ماده های شگفت انگیز این گونه از قورباغه های چینی می توانند این آوازهای فراصوت را همزمان در بسامدهای دیگر نیز ارسال کنند به این ترتیب همانند رادیویی که روی کانالهای مختلف برنامه پخش می کند عمل می کنند.

بخشی از بسامدهای این آواز برای گوش انسان قابل درک است درحالی که بخش دیگری از آن که از بسامدهای فراصوت ساخته شده اند در آستانه شنوایی انسان قرار ندارند و بنابراین گوش انسان قادر به شنیدن آنها نیست.

توانایی تولید آوازهای عاشقانه فراصوت در این قورباغه ماده در پرده صماخ بسیار باریکی قرار گرفته است که در گوش این حیوان وجود دارد و این پرده با یک لایه محافظ شلجمی شکل محافظت می شود. به همین علت به بعضی از قورباغه ها عنوان "قورباغه گوش معقر" داده اند. تنها سه گونه غورباقه در دنیا گوش معقر دارند.

نتایج این تحقیقات نشان می دهد که جنس نر این گونه می تواند بسامدهای گسیل شده از جنس ماده را تجزیه و موقعیت ماده را با دقت 99 درصد شناسایی کند.

 

 

سونوگرافی فراصوتی یکی از روش‌های تشخیص بیماری در پزشکی است. به این روش اکوگرافی، پژواک‌نگاری و صوت‌نگاری هم گفته شده. این روش بر مبنای امواج ماوراصوتی و برای بررسی بافتهای زیرجلدی مانند عضلات، مفاصل، تاندونها و اندامهای داخلی بدن و ضایعات آنها پی ریزی شده است . سونوگرافی در حاملگی نیز کاربردهای وسیعی دارد . همچنین امروزه سونوگرافی کاربردهای درمانی نیز دارد.

 

کلمه سونوگرافی از لفظ لاتین sono به معنی صوت و نیز graphic به معنی شکل و ترسیم گرفته شده و ultrasound از ultra به معنی ماورا و نیز sound به معنی صوت یا صدا گرفته شده‌است.

 

 

نخستین دستگاه تولید کننده امواج فراصوت در پزشکی، در سال ۱۹۳۷ میلادی توسط دوسیک اختراع شد و روی مغز انسان امتحان شد. اگر چه فراصوت در ابتدا فقط برای مشخص کردن خط وسط مغز بود، اکنون بصورت یک روش تشخیصی و درمانی مهم در آمده و پیشرفت روز به روز انواع نسلهای دستگاه‌های تولید فراصوت، تحولات عظیمی در تشخیص و درمان در علم پزشکی بوجود آورده‌است.

 

کاربرد امواج فراصوت

 

 ۱. کاربرد تشخیصی (سونوگرافی)

۲. بیماریهای زنان و زایمان (Gynecology) مانند بررسی قلب جنین، اندازه گیری قطر سر (سن جنین)، بررسی جایگاه اتصال جفت و محل ناف، تومورهای پستان.

۳. بیماریهای مغز و اعصاب(Neurology) مانند بررسی تومور مغزی، خونریزی مغزی به صورت اکوگرام مغزی یا اکوانسفالوگرافی.

۴. بیماریهای چشم (ophthalmology) مانند تشخیص اجسام خارجی در درون چشم، تومور عصبی، خونریزی شبکیه، اندازه گیری قطر چشم، فاصله عدسی از شبکیه.

۵. بیماریهای کبدی (Hepatic) مانند بررسی کیست و آبسه کبدی.

۶. بیماری‌های قلبی (cardiology) مانند بررسی اکوکاردیوگرافی.

۷. دندانپزشکی مانند اندازه‌گیری ضخامت بافت نرم در حفره‌های دهانی. و نیز کاربردهای درمانی آن مانند جرم گیری لثه

۸. این امواج به علت اینکه مانند تشعشعات یونیزان عمل نمی‌کنند. بنابراین برای زنان و کودکان بی‌خطر هستند.

۹. کاربرد درمانی (سونوتراپی) :در فیزیوتراپی جهت کاهش درد و التهاب و همچنین انعطاف پذیری بافت‌ها از اولترا سوند استفاده می‌گردد.

۱۰. کاربرد گرمایی

با جذب امواج فراصوت به‌وسیله بدن بخشی از انرژی آن به گرما تبدیل می‌شود. گرمای موضعی حاصل از جذب امواج فراصوت بهبودی را تسریع می‌کند. قابلیت کشسانی کلاژن (پروتئینی ارتجاعی) را افزایش می‌دهد. کشش در جوشگاه‌های زخم (scars) افزایش می‌دهد و باعث بهبود آنها می‌شود. اگر اسکار به بافتهای زیرین خود چسبیده باشد، باعث آزاد شدن آنها می‌شود. گرمای حاصل از امواج فراصوت با گرمای حاصل از گرمایش متفاوت است.

میکروماساژ مکانیکی

به هنگام فشردگی و انبساط محیط، امواج طولی فراصوتی روی بافت اثر می‌گذارند و باعث جابجایی آب میان بافتی و در نتیجه باعث کاهش ورم (تجمع آب میان بافتی در اثر ضربه به یک محل) می‌شوند.

درمان آسیب تازه و ورم :آسیب تازه معمولاً با ورم همراه است. فراصوت در بسیاری از موارد برای از بین بردن مواد دفعی در اثر ضربه و کاهش خطر چسبندگی بافتها بهم بکار می‌رود.

درمان ورم کهنه یا مزمن: فراصوت چسبندگیهایی که میان ساختمانهای مجاور ممکن است ایجاد شود را می‌شکند.

خطرات فراصوت

سوختگی

اگر امواج پیوسته و در یک مکان بدون چرخش بکار روند، در بافت باعث سوختگی می‌شود و باید امواج حرکت داده شوند.

پارگی کروموزومی

استفاده دراز مدت از امواج اولتراسوند با شدت خیلی بالا پارگی در رشته دی ان ای (DNA) را نشان می‌دهد.

ایجاد حفره

یکی از عوامل کاهش انرژی امواج اولتراسوند هنگام گذشتن از بافتهای بدن ایجاد حفره یا کاویتاسیون است. همه محلولها شامل مقدار قابل ملاحظه‌ای حبابهای گاز غیر قابل دیدن هستند و دامنه بزرگ نوسانهای امواج اولتراسوند در داخل محلولها می‌تواند بر روی بافتها تغییرات بیولوژیکی ایجاد کند (پارگی در دیواره یاخته‌ها و از هم گسستن مولکولهای بزرگ).