امواج ماوراء صوت و خواص این امواج الکترومغناطیسی

امواج وراء صوت به امواج الکترومغناطیسی اطلاق می شود که فرکانس ارتعاشات آن بیشتر از ۲۰۰۰۰ هرتز باشد که گوش انسان قادر به شنیدن آن نیست .

گالتون اولین فردی بود که اقدام به تولید امواج ماوراء صوت نمود . گالتون با استفاده از صوتکی ( صوتک گالتون ) امواج ماورای صوت با فرکانس ۲۵ تا ۴۰ کیلو هرتز را تولید نمود امواج تولیدی بوسیله سوتک گالتون به دلیل پایین بودن انرژی و فرکانس کاربردی در تشخیص و درمان ندارد .

تکنیک های تولید امواج ماورای صوت :

● مگنتواستریکسیون : در این روش میله ای از جنس نیکل در میدان مغناطیسی منقبض و منبسط ویا تغییر طول می دهد این پدیده به مگنتواستریکسیون موسوم است . با استفاده از این خاصیت اگر شدت میدان مغناطیسی به فواصل زمانی منظم کم و زیاد شود تغییر طول میله نیکل ایجاد ارتعاشات صوتی می نماید . به عبارت دیگر فرکانس میله همان فرکانس تغییرات جریان در میدان مغناطیسی می باشد . به دلیل اتلاف بالای انرژی در فرکانسهای بالا این روش نیز کاربرد چندانی ندارد .

● پیزوالکتریک : خاصیت پیزوالکتریسیته ابتدا در بلور کوارتز کشف شد . بلور های دیگر مانند تارترات سدیم و پتاسیم نیز دارای این خاصیت هستند اما به دلیل جذب فوق العاده رطوبت عملا از این دو بلور استفاده نمی شود .

اگر بلور کوارتز را با برشی خاص بین دو صفحه فولادی قرار دهیم و صفحات مزبور را به جریان الکتریسیته با فرکانس بالا متصل نماییم بلور متناسب با فرکانس منبع جریان به ارتعاش در خواهد آمد . با ایجاد شرایط خاص و تنظیم فرکانس می توان تیغه را به حال تشدید ( حد اکثر ارتعاشات ممکن ) رساند .

امروزه بجای کوارتز از نوعی سرامیک مصنوعی به نام سرب زیرکنات تیتانات ( PZT ) استفاده می شود که به شکل و سایزهای گوناگون تولید می شود .

پروب پیزوالکتریک از یک تراشه نازک بلوری تشکیل شده که داخل یک پوشش محافظت می شود در انتهایی پروب یک عدسی جهت همگرایی خروجی قرار گرفته است . پرتو خروجی از پالسهای کوتاهی تشکیل می شود از اینرو پشت بلور توسط رزین اپوکسی که ارتعاشات را سریعا میرا می نماید پر شده است . دو وجه بلور با لایه های نازکی از نقره به عنوان الکترود اندود شده اند که یکی از آنها به زمین و دیگری توسط یک کابل هم محور به تغذیه ( زمانی که مجموعه پروب به عنوان گسیل کننده عمل می نمایند ) و یا به تقویت کننده و لامپ پرتو کاتدی ( زمانی که مجموعه بصورت گیرنده عمل می کند ) متصل شده اند .

برای موارد تشخیصی و درمانی از انواع مختلف پروب استفاده می شود از جمله این پروب ها می توان به پروب های استوانه ای ٬ پهن ٬ گیره ای ٬ بیرون کشی و چند کریستالی اشاره نمود .

خواص شیمیایی امواج ماورای صوت :

● اکسیداسیون : اعمال امواج ماوراء صوت به اسید سولفوریک موجب تشکیل رسوب گوگرد می شود در این صورت اسید سولفوریک به وسیله اکسیژنی که از هوای محلول متصاعد گردیده اکسید شده است که دلیل آن آزاد شدن حباب های کوچک اکسیژن باردار در اثر امواج ماورای صوت می باشد .

● دپلی مریزاسیون : نشاسته تحت تاثیر این امواج الکترومغناطیسی به دکتسرین تجزیه می شودتقسیم شدن مولکول های درشت به مولکول های کوچکتر به دپلی مریزاسیون موسوم است . عبور امواج ماوراء صوت آشفتگی مولکول ها را زیاد و برخورد آنها را افزایش می دهد که این برخورد ها پیوند های میان مولکولها را قطع می کنند .

● تسریع برخی از فعل و انفعالات شیمیایی : آزاد شدن ید از یدورها بوسیله امواج ماورای صوت تسریع می گردد در صورتیکه این فعل و انفعال شیمیایی در شرایط عادی به کندی صورت می پذیرد .

● بیرنگ شدن بعضی از مواد رنگی ٬ تولید آب اکسیژنه و آب سنگین از دیگر خواص  شیمیایی امواج ماورای صوت هستند .

منبع : رادیولوژی سونوگرافی الکترولوژی ( سید محمد مسعود شوشتریان – سید حسین یحیوی )