نکاتی که در زمینه امواج التراسونیک نمیدانید

فراصوت=التراسوند=التراسونیک=آلتراسونیک

• امواج صوتی با فرکانس هایی بالاتر از محدوده شنوایی انسان، را فرا صوت نامیده اند.
• محدوده شنوایی انسان گرچه در افراد مختلف متفاوت است، اما یک فرد سالم و البته جوان قادر به شنیدن اصواتی بین 20 هرتز تا فرکانس 20 کیلوهرتز است
• امواج صوتی بعد از این 20 کیلوهرتز را فراصوت می نامند.
• امواج فراصوت با امواج صوتی تفاوت فیزیکی ندارند، اما فرکانس آنها بالاتر از محدوده شنوایی ماست
• محدوده امواج فراصوت بین 20 کیلوهرتز تا چندین گیگاهرتز است
• امواج التراسونیک در زمینه های مختلفی مورد استفاده قرار گرفته و می گیرند. جدول زیر تعدادی از کاربردهای این امواج را نشان می دهد

◊ آوا شناسی (Acoustics)، علم اصوات، به زمان های بسیار دور، به قرن ششم پیش از میلاد و به زمان فیثاغورث باز می گردد که توانست ویژگی های ریاضی سازهای زهی را نگاشت

◊ در سال 1794، لازارو اسپالانزانی انعکاس اصوات را در خفاش ها شناسایی کرد و اثبات کرد که خفاش ها تنها به واسطه اصوات قادر به شناسایی موانع و شکارهایشان هستند.

◊ در سال 1893، گالتون دستگاهی به نام سوت Galton  ابداع کرد که قادر به تولید امواج فراصوت بود و می توانست دامنه شنوایی انسان و دیگر حیوانات را تعیین کند و از اینرو می توانست اثبات کند که بسیاری از حیوانات می توانند دامنه اصواتی بالاتر از محدوده شنوایی انسان را بشنوند.

تصویر بالا اولین دستگاه التراسونیکی به نام سوت Galton است که قادر به تولید امواج التراسونیک بود

◊ اولین کاربرد تکنولوژیکی التراسوندها، شناسایی زیردریایی ها توسط پائول لانگوین در سال 1917 بود.

◊ کشف اثر پیزوالکتریک توسط ژاک و پیر کوری در سال 1980، برای مبدل ها مفید بود، چرا که می توانست منجر به شناسایی امواج التراسونیک هوا و آب شود

◊ تعریفی از التراسوند: التراسوند توسط موسسه استاندارد ملی آمریکایی به صورت ” اصواتی با فرکانس های بالاتر از 20 کیلوهرتز” تعریف شد.

◊ در فشار اتمسفریک، امواج التراسونیک دارای طول موج 1.9 سانتیمتر و یا کمتر هستند.

تصویر بالا، دامنه تقریبی فرکانس های اصوات و تعدادی از کاربردهای امواج التراسونیک را نشان می دهد

ادراکات جانداران مختلف از اصوات التراسونیک

انسان ها

محدودیت شنوایی اصوات در انسان ها به خاطر چیست؟

این محدودیت به واسطه گوش میانی ایجاد می شود، چرا که با وجود انتقال مستقیم امواج التراسوند به جمجمه انسان و رسیدن به بخش حلزونی گوش، احساس شنوایی در انسان رخ می دهد

♣ کودکان می توانند میزانی از اصوات با تن بالا را بشنوند، در حالی که افراد بالغ قادر به شنیدن این میزان از صدا نخواهند بود، چرا که با افزایش سن، محدودیت اصوات در انسان رخ می دهد.

♣ شرکتی آمریکایی که در حوزه تلفن های همراه فعالیت می کند از همین ویژگی برای ایجاد سیگنال های تلفنی  استفاده کرد با این هدف که تنها افراد جوان تر قادر به شنیدن این اصوات هستند، اما در حقیقیت بسیاری از افراد پیرتر می توانند این سیگنال ها را نیز بشنوند،

♣ ابزارهای الکتریکی به وجود آمده است که از اصوات با فرکانس بالا استفاده می کند تا از ولگردی و خیابان گردی افراد جوان جلوگیری کند، به این ترتیب که با نصب چنین دستگاه هایی که Mosquito نامیده می شوند، اصوات منتشر شده منجر به بی قراری نوجوان می شود و در نتیجه، نمی توانند در جلوی خانه افراد دیگر مزاحمت ایجاد کنند.

حیوانات

1. خفاش ها از اصوات التراسونیک متنوعی (انعکاس) برای شناسایی شکار خود استفاده می کنند. آنها می توانند تا فرکانس های بالاتر از 100 کیلوهرتز را بشنوند و حتی تا بالاتر از 200 کیلوهرتز.
2. بسیاری از حشرات می توانند شنوایی خوبی نسبت به اصوات التراسونیک داشته باشند و بسیاری از این حشرات، حشرات شب زی هستند. مانند بیدها، سوسک ها، منتیس ها، و بال توری ها می شوند. این حشرات قادر به شنیدن انعکاسات خفاش ها هستند و بعد از شنیدن این اصوات باید فرار کنند.
3. سگ ها نیز می توانند تا دامنه 45 کیلوهرتز را بشنوند و گربه ها تا اصوات 64 کیلوهرتز را قادر به شنیدن هستند
4. اجداد وحشی گربه ها وسگ ها دامنه شنوایی بالاتری داشته اند و همین موضوع به آنها کمک می کرد تا بتوانند جوندگان کوچ را شکار کنند

♦ سوت هایی ساخته شده اند که مخصوص سگ ها هستند و می توانند اصوات التراسوند تولید کنند  و این سوت ها برای آموزش و صدا کردن سگ ها ساخته شده است. فرکانس اصوات تولید شده در این سوت ها، بین 23 تا 54 کیلوهرتز است

♦ نهنگ های دندان دار، مانند دلفین ها، می توانند اصوات التراسوند را شنیده و از چنین اصواتی برای کنترل سیستم ناوبری خویش و برای گرفتن شکار استفاده می کنند. خوک های دریایی بیشترین میزان از اصوات التراسونیک_160 کیلوهرتز_ را می توانند بشنوند. تعدادی از انواع ماهی ها می توانند این امواج را شناسایی کنند. در راسته clupeiformes، اعضای زیرخانواده Alosinae، می توانند تا اصوات 180 کیلوهرتز را نیز بشنوند

شکل بالا سوت مخصوص صدا، خارج کننده امواج التراسوند را نشان می دهد

♦ سیستم های ژنراتوری/بلندگو به عنوان دستگاه های الکترونیکی کنترل دفع آفات عمل می کنند، چرا که این اصوات حیواناتی مانند جوندگان و حشرات را می ترسانند. اما شواهد علمی دقیقی در زمینه اثبات کار این دستگاه ها وجود ندارد