0000028 2

Ultradźwięki są to drgania okresowe cząstek środowiska materialnego (gazów, cieczy, ciał stałych) z częstotliwością większą nż 20 000 Hz. Dźwięki słyszane przez zdrowego człowieka są wywoływane przez drgania cząstek z częstotliwościami mieszczącymi się w granicach 16-20 000 Hz. Drgania o częstotliwościach mniejszych niż 16 Hz nazywają się infradźwiękami. Drgania mechaniczne wytwarzane są, na zasadzie odwróconego zjawiska piezoelektryczności, przez przetwornik piezoelektryczny, którym jest płytka kwarcowa lub ceramiczna z tytanianu baru, zaopatrzona w dwie elektrody doprowadzające prąd zmienny elektryczny wielkiej częstotliwości.

Drgania przetwornika ultradźwiękowego wywołują drgania cząstek środowiska materialnego, które przekazując sobie energię drgań, wytwarzają ruch falowy i powstanie fali ultradźwiękowej, będącej transporterem energii mechanicznej. Jest to fala podłużna, gdyż cząstki środowiska naprzemiennie w jednych miejscach zbliżają się, tzn. zagęszczają się, a w drugich miejscach oddalają się, tzn. rozrzedzają się, wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali. W miejscach zagęszczeń, w których cząsteczki ulegają wychyleniu w kierunku rozchodzenia się fali, działają siły ściskające. W miejscach rozrzedzeri, w których cząsteczki ulegają wychyleniu w kierunku przeciwnym, działają siły rozciągające, równe pod względem wielkości siłom ściskającym.

Odległość między dwoma sąsiadującymi ze sobą miejscami zagęszczeń lub rozrzedzeri cząsteczek odpowiada długości fali. Długość tej fali zależy od częstotliwości drgań i prędkości jej rozchodzenia się w środowisku materialnym. Długość fali ultradźwiękowej oblicza się, dzieląc prędkość fali przez częstotliwość drgań. Prędkość rozchodzenia się fali ultradźwiękowej nie zależy od częstotliwości drgań cząsteczek, lecz od gęstości środowiska, w którym się rozchodzi. Im większa jest gęstość środowiska materialnego, tym większa jest prędkość rozchodzenia się fali. Prędkości rozchodzenia się w różnych środowiskach fali ultradźwiękowej o częstotliwości 1 MHz są następujące: