VÝUKOVÝ MATERIÁL Identifikační údaje školy Vyšší odborná škola a Střední škola, Varnsdorf, příspěvková organizace Bratislavská 2166, 407 47 Varnsdorf, IČO: 18383874 www.vosassvdf.cz, tel. +420412372632 Číslo projektu Název projektu Číslo a název šablony CZ.1.07/1.5.00/34.1076 Pro vzdělanější Šluknovsko 32 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji fyzikální gramotnosti žáků středních škol Autor 0301 Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast Vlnění, optika Číslo a název materiálu VY_32_INOVACE_0301_0307 Anotace Ultrazvuk Vytvořeno 15.3.2013 Určeno pro Fyzika 3. ročník, učební obory Přílohy Bez příloh
VLNĚNÍ, OPTIKA Ultrazvuk
Ultrazvuk Ultrazvuk je akustické vlnění. Jeho frekvence je větší jak 20 Hz je nad horní hranicí pro člověka slyšitelného zvuku. Ultrazvuk je slyšitelný například pro delfíny, psy nebo netopýry. Vlnová délka ultrazvuku je velmi krátká. Takto krátká vlnová délka způsobuje, že téměř nenastává ohyb vlnění. Ultrazvukové vlnění se šíří přímočaře ve tvaru úzkých svazků, které se mohou lámat a odrážet. Zdroj ultrazvuku: piezoelektrický jev vzniká periodickým nabíjením např. křemenné destičky. Vlivem proudu se materiál deformuje, tím vzniká mechanické vlnění.
Ultrazvuk - využití V lékařství se ultrazvuk využívá v diagnostice (zlomené kosti, mozková tkáň, kontrola plodu v těhotenství ) Měření hloubky moře Větší lodě jsou vybaveny ultrazvukovým zařízením pro měření hloubky vody. Z doby, která uplyne mezi vysláním a přijetím ultrazvukového signálu odraženého od dna, se určí dráha ultrazvuku ve vodě. Polovina dráhy je určená hloubka moře pod lodí.
Ultrazvuk - využití (zjišťování vad materiálu) Ultrazvuková defektoskopie (zjišťování vad materiál Do zkoušeného materiálu se vysílá impuls ultrazvuku. Při každém přechodu mezi různými prostředími se část impulsu vrací k sondě. Na obrazovce se sleduje obraz vyslaného a odraženého impulsu. Pokud mezi nimi vznikne ještě další odraz, existuje v materiálu přechod do jiného prostředí v materiálu je vada (bublina, trhlina). Ze vzdálenosti podraženého impulsu lze určit hloubku vady.
Ultrazvuk - využití V chemii podporuje chemické reakce používá se k homogenizaci roztoků (vytváří velmi jemné emulze a pěny) Čištění ultrazvukem - mechanické narušování povrchu prudkým nárazem na předmět (čištění šperků, optiky atd. Sterilizace vody, mléka Ultrazvuková liposukce Ultrazvukové zvlhčování vzduchu
Ultrazvuk v přírodě Echolokace - způsob orientace některých živočichů v přírodě (hmyzožravci, netopýři, delfíni). Živočich vydává ultrazvuky a zachycuje jejich ozvěnu (echo) signál odražený od předmětu v prostoru. Delfíni se spolu dorozumívají zvuky o frekvenci až 220 khz (pískání, vrzání, štěkání, mlaskání). Signál se šíří zvukovou vlnou. Při nárazu na nějaký objekt se vlna vrací zpět a delfín tuto vlnu zachytí. Je schopen určit přesně vzdálenost, vzhled a velikost objektu.
Ultrazvuk v přírodě Echolokace Netopýři vytváří ultrazvukové vlny o kmitočtu od 14 khz do 100 khz a vypouští je z nosu nebo pootevřených úst. Pomocí přijaté ozvěny se netopýr pohybuje a chytá hmyz. Ochrana hmyzu: nevydává bzukot např. noční motýli mají na hranách křídel jemné třásně, v důsledku čehož je nedokážou při jejich pohybu netopýři lokalizovat jiný hmyz je opatřen tzv. srstí, od které se ultrazvuk špatně odráží
Úkoly k procvičení učiva 1. Co je ultrazvuk? 2. Proč u ultrazvuku nenastává ohyb vlnění? 3. Kde a jak se využívá ultrazvuk? 4. Popiš ultrazvukovou defektoskopii. 5. Kteří živočichové používají k dorozumívání a orientaci v prostoru ultrazvuk? 6. Jak se chrání hmyz před netopýrem?
Zdroje informací Učebnice Fyzika A pro SOU 1. díl, SPN 1984, 1. vydání Učebnice Fyzika B pro SOU, SPN Praha 1984, 2. vydání Učebnice Fyzika A pro OU a UŠ, SPN Praha 1972, 7. vydání http://cs.wikipedia.org/wiki/ultrazvuk http://cs.wikipedia.org/wiki/netop%c3%bd%c5%99i Vlastní tvorba
Metodický list Po skončení výukové prezentace žáci píší do sešitu nebo na volný list papíru a řeší zadané úkoly. Odpovědi na všechny zadané otázky lze najít postupně na jednotlivých stranách výukové prezentace.