En ultralyd transducer er en enhet som konverterer elektrisk energi til å høres energi . De virker ved å påføre en vekselstrøm til et piezoelektrisk materiale, slik som kvarts, klemt mellom to metallkjøleribber. Dette fører til at det piezoelektriske materialet til å vibrere raskt og genererer ultralyd.
Ultralyd anvendes i de fleste forsøk er forskjellig fra ultralyd benyttes i medisinsk avbildning situasjoner slik som graviditet skanninger. Førstnevnte er av en lavere frekvens , mens sistnevnte er av en høyere frekvens og trygt for medisinsk bruk .
Kavitasjon bobler og sonoluminescence
ultralyd bølger som reiser gjennom en væske skape vekslende områder av høyt og lavt trykk . Det lave trykket som forårsaker kavitasjon små bobler til å danne , som deretter ekspandere og trekke seg sammen på grunn av de oscillerende ultralydbølger . Væsken fordamper inn i boblen hulrom , fylling av boble med damp og gasser som er oppløst i væsken diffunderer inn i boblene.
Slutt bobler kavitasjon kollaps og implodere , og skaper en trykkbølge som utsetter innholdet av boblene for temperaturer og trykk på opp til 5000 Kelvin og 1000 atmosfærer hhv .
Disse forholdene føre unike kjemiske reaksjoner som normalt ikke ville forekomme i laboratoriet , for eksempel sonoluminescence , da kollapser boblene avgir lys . Forholdene inne kollapser boblene skaper svært kortvarig og vanskelig å identifisere eksiterte molekyler og ioner som blir kvitt sine overflødig energi i form av lys .
Ultrasonic Cleaning
Ultralyd kan brukes til å vaske gjenstander som for eksempel smykker . De kavitasjon bobler som er laget av ultralyd kollaps på overflaten av gjenstander neddykket i væsken. Når de kollapser de " jet " på overflaten og rengjør overflaten i prosessen .
Du kan se denne effekten ved å plassere et stykke aluminiumsfolie i et ultralydbad . Fest den ultrasoniske transduseren til undersiden av en metallbeholder , slik som en blikkboks , og fylle det med vann. Slå på svingeren og hold et stykke aluminiumsfolie i vannet i rundt 10 sekunder . Hold opp folien til et lys for å se mange små hull slo i folie med kollapser og jetting kavitasjon bobler .
Opprette emulsjoner av blandbare væsker arkiv
Noen væsker , slik som olje og vann , ikke blander seg med hverandre , selv under kraftig omrøring . Disse væskene er " blandbare . " De kavitasjon bobler som produseres av en ultrasonisk transduser kan anvendes til å lage en emulsjon av to ikke-blandbare væsker i hvilke en av de ikke-blandbare væsker blir suspendert inne i hverandre . De to væsker vil etter hvert skille , men det vil ta lenger tid enn hvis du blandet dem for hånd .
Legg like deler matolje og vann til en glasskrukke . Bland de ikke-blandbare væsker ved å riste glasset for hånd , og deretter forlate å skille . Noter tid for fullstendig skille å skje , og deretter sette den ultrasoniske svinger inn i olje og vann . Slå den på å lage en emulsjon . Igjen, forlater de to væsker til å skille ut og registrere tiden for fullstendig separering oppstår. Emulsjonen skapt av ultralyd vil ta lengre tid å skille .