PODSTAWY TEORETYCZNE:

Ultradźwięki, fale sprężyste, mechaniczne, wymagają ośrodka materialnego. Są to fale o częstotliwości wyższej niż 16 kHz (tj. przekraczającej górny próg słyszalności dla człowieka) i niższej od 100 MHz (hiperdźwięk). W naturze ultradźwięki emitowane są przez niektóre ssaki (m.in. nietoperze i delfiny) i wykorzystywane przez nie do echolokacji.
Analogiczne zastosowanie znajdują ultradźwięki w technice. Ponadto, ze względu na silną zależność właściwości rozchodzenia się ultradźwięków w danym ośrodku od jego budowy, służą one do badania struktury różnych ciał, m.in. organizmów żywych (tzw. ultrasonografia). Zogniskowanych wiązek ultradźwięków używa się do odrywania ciał stałych z bardziej elastycznego podłoża (usuwanie kamienia nazębnego, rozbijanie kamieni nerkowych, oczyszczanie powierzchni metali przed lutowaniem itd.).
Energia drgań ultradźwięków może być też wykorzystana do rozpylania aerozoli i emulsji, a nawet do spawania.

Kawitacja jest zjawiskiem polegającym na gwałtownej przemianie fazowej z fazy ciekłej w fazę gazową pod wpływem zmiany ciśnienia. Jeżeli ciecz gwałtownie przyśpiesza zgodnie z zasadą zachowania energii, ciśnienie statyczne cieczy musi zmaleć.

PRZEBIEG ĆWICZENIA:

I. Aparatura:

• cyfrowy miernik temperatury SUMMIT 310

• aparat ultradźwiękowy TVR

II. Przebieg:

-nalałyśmy wody do naczynia w kształcie walca do poziomu czerwonej kreski

-po włączeniu aparatu ustawiłyśmy wskazówkę na czerwonym trójkącie

-na pozycji 0,05W/cm3 zauważyłyśmy, że woda delikatnie drga – efekt mechaniczny

-na pozycji 1W/cm3 pojawiły się pęcherzyki kawitacyjne

-na pozycji 4W/cm3 powstał wytrysk cieczy, czyli tzw. 'fontanna ultradźwiękowa”

-następnie wymieniłyśmy wodę na świeżą i pokrętło ustawiłyśmy na pozycji 0,5W/cm3. Przez 10 min, co minutę, mierzyłyśmy temperaturę wody.

-taka czynność powtórzyłyśmy dla ustawienia pokrętła na pozycjach 1W/cm3 i 2W/cm3.

CEL ĆWICZENIA:

Zaobserwowanie efektu mechanicznego i termicznego w wodzie, która została poddana działaniu ultradźwięków oraz zbadanie zależności temperatury od wzrostu natężenia fali ultradźwiękowej.

WYNIKI:

OMÓWIENIE WYNIKÓW I WNIOSKI (WRAZ Z ANALIZĄ BŁĘDÓW):

Wraz ze wzrostem natężenia fali ultradźwiękowej wzrasta temperatura wody. Im większa moc tym temperatura rośnie szybciej.

Na wyniki mogło mieć wpływ kilka czynników:

-wpływ temperatury otoczenia

-woda nie była spuszczana z naczynia do końca i dolewana nowa więc mogła być zaburzona temperatura

-mogły wystąpić zaburzenia termometru

-pomiar wykonywany był jednokrotnie, więc brak możliwości porównania wyników i skorygowania błędów