Ultra zvuk verzus infra zvuk.Čo sú to vlastne tieto dva pojmy?Čo znamenajú a aký majú vplyv na ľudstvo?Na tieto otázky a iné sa Vám pokúsim odpovedať pomocou tejto práce. Aby sme si mohli vysvetliť čo to infrazvuk a ultrazvuk je musíme si povedať niečo o tom čo to je zvuk. Zvuk je každé mechanické vlnenie ktoré vyvoláva v sluchovom orgáne zvukový vnem. Naj jednoduchším zdrojom zvuku sú sirény. Zo zdroja zvuku sa zvukove vlnenie šíri do okolitého prostredia. V kvapalinách a plynoch sa zvuk šíri ako postupné pozdĺžne vlnenie, v pevných látkach ako postupné vlnenie pozdĺžne aj priečne. Nevyhnutnou podmienkou šírenia zvuku je pružné prostredie. V nepružnom prostredí vlna, korok, plsť... sa zvuk zle šíri. Takéto látky používame ako zvukové izolanty. Zvukové vlnenie možno charakterizovať výškou, farbou, intenzitou a hlasitosťou.Výšku jednoduchého tónu udáva jeho frekvencia. Čím vyššia je frekvencia chvenia zdroja zvuku, tým má zvuk väčšiu výšku. Počuteľné zvukové vlnenie má frekvenciu od 16Hz do 20 000 Hz. Pre nás je momentálne najzaujímavejšia frekvencia vlnenia zvuku. Zvuk nižšej frekvencie akú je naše ucho schopné zachytiť sa nazýva infrazvuk. Mechanické vlnenie frekvencie vyššej ako 20kHz sa nazýva ultrazvuk.

Infrazvuk
Infrazvukom sú predovšetkým otrasy a záchvevy pôdy. Dopravné prostriedky s veľkou hmotnosťou vyvolávajú kmity pôdy a budov v rozpätí 1 – 10Hz. Zemetrasenie spôsobuje kmity nižšej ako 1Hz. Vzhľadom na to že frekvencie vlastných kmitov budov a ich časti ležia často v oblasti frekvencie infrazvukových vĺn, môžu tieto kmity vyvolať nebezpečné rezonančné javy. Infrazvukové vlny je možné registrovať a zmerať pomocou seizmografu. Seizmografy sú prístroje na meranie seizmických vĺn vznikajúcich pri zemetraseniach
Človek a infrazvuk

Lekárska veda stanovila, že ľudské telo vníma nízke frekvencie len pri pomerne vysokých amplitúdach hladiny akustického tlaku. Tieto amplitúdy rapídne stúpajú s klesajúcou frekvenciou, napríklad z približne 65 dB pri 32 Hz na 92 dB pri 16 Hz,na 100 dB pri 3 Hz a až na 140 dB pri 1 Hz.Zvuk a teda aj infrazvuk sa vo vzduchu šíri pozdĺžnymi vlnami. Vlnová dĺžka infrazvuku sa pohybuje v rozmedzí od 17 m (pri 20 Hz) až do 170 m (pri 2 Hz). Zvuk vo frekvenčnom rozsahu od 10 Hz do 75 Hz môže vyvolať rezonančné frekvencie brucha, hrudníka a hrdla. Vibrácie hrudnej steny môžu zasahovať respiračnú aktivitu. Infrazvuk podľa doterajších lekárskych výskumov svojimi účinkami najviac ovplyvňuje práve činnosť srdca a žalúdka. Zníženie bdelosti počas doby vystavenia vplyvu infrazvuku sa pozorovalo prostredníctvom zmien EEG,tlaku krvi, dýchania, hormonálnej produkcie a srdcovej aktivity.

Infrazvuk predstavuje vážny rizikový faktor najmä pre človeka. Zvlášť nebezpečné sú infrazvuky (vibrácie) s frekvenciou 7 - 8 Hz, pri ktorých rezonujú tkanivá a mechanicky sa poškodzujú najmä bunky vo svaloch a v nervovom tkanive. Hygienické normy obmedzujú, až zakazujú prácu mladistvých a žien v takomto prostredí. Na infrazvuk sú zvlášť citliví aj reumatici. Ďalšie účinky infrazvuku sa prejavujú ako pulzovanie v hlave a úplne znemožňujú akúkoľvek intelektuálnu prácu. Aj pri pomerne nízkych intenzitách vyvoláva u živých organizmov únavu, podráždenie, závrate, aj zvracanie. Spôsobuje závraty, pocity panického strachu a pri frekvencii 7 Hz dokonca smrť. Teda infrazvuky s veľmi vysokou energiou môžu zabíjať ľudí i živočíchy na väčšie vzdialenosti.

Zvieratá a infrazvuk
Možnosti zachytávať zvukové kmity rôznej frekvencie majú jednotlivé zvieratá odlišné od ľudí, čo vyplýva z rozdielu stavby sluchového ústrojenstva. Slimáky dokážu napríklad zachytiť iba veľmi úzku škálu od 200 do 800 Hz, netopiere však zachytajú frekvenčný rozsah od 1000 Hz až do 120 000 Hz. Naopak holuby dokážu počuť zvuky veľmi nízkych frekvencií, v infrazvukovom pásme 0,1 až 16 Hz. Pomocou tejto schopnosti dokážu registrovať vlny blížiaceho sa zemetrasenia. Slony komunikujú pomocou infrazvuku až do vzdialenosti 15 km. Podobne mnohé vtáky a morské zvieratá majú špeciálnu schopnosť zachytiť infrazvukové kmity, tzv. „hlas mora“, ktoré predchádzajú búrkam. Značne citlivé sú na ne medúzy, ktoré niekoľko hodín pred búrkou odplávajú od brehu a morské blchy, ktoré vylezú na súš. Niektoré veľryby dokonca pomocou infrazvukových kmitov lovia korisť tak, že ju dokážu omráčiť pomocou nepočuteľných zvukov.

Infrazvuk v živote
Vo vlakoch styk kolesa a koľajnice je zdrojom infrazvuku Zdroje nízkofrekvenčných zvukov sú aj v motorových rušňoch, kde sa vyskytujú veľké kmitajúce plochy a objemy. V elektrických rušňoch sú aj vetracie zariadenia, klimatizácia a vozidlové kmity, ktoré spôsobujú infrazvuk. Zdrojmi infrazvuku v prírode sú zemetrasenia, erupcie vulkánov, víchrice, vetry búrky, vodopády, morský príboj. Z technických prostriedkov sú to napríklad motory lietadiel (dokážu vybudiť rezonancie priestorov medzi blokmi domov), najčastejšími zdrojmi infrazvuku sú točivé vibrujúce stroje, ktoré vyvolávajú rezonanciu miestnosti, hál, v ktorých sú umiestnené (napr. ventilátory, kompresory), turbíny, pohybujúce sa dopravné prostriedky, lietadlá, vykurovacie a klimatizačné zariadenia, priemyselné pracoviská a iné..

Zaujímavosti o infrazvuku
· Ryby počujú len infrazvuk. O ich príjme a spracovaní zvuku toho veľa nevieme. V každom prípade, naše bežné zvuky nepočujú - ak sa vám to zdá - tak potom reagujú na vlnenie, ale náš rozhovor určite nepočujú.
· Slony na dorozumievanie využívajú tóny s frekvenciou nižšou ako 16 Hz, tzv. infrazvuk, ktorý je takisto nepočuteľný pre ľudské ucho.
· Trúbenie na lastúru sa aj v našich krajoch v stredoveku používalo k odvráteniu búrky. Trúbenie na lastúru skutočne vydáva nám nepočuteľný tón (infrazvuk), ktorý dokáže rozvibrovať jemné kvapky vody v mrakoch a tým spustiť dážď skôr ako zasiahne polia a zničí úrodu.


Ultrazvuk
Ultrazvuk z pohľadu neurológie
Zvukové vlnenie, ktorého kmitočet je nad hranicou počuteľnosti ľudského ucha – od 18000 až po 10 miliárd Hz- tkaniva ľudského tela sa ultrazvuk šíri rýchlosťou asi 1500m/s, kompaktnou kosťou 3380m/s- v homogénnom prostredí sa ultrazvukové vlnenie šíri priamočiaro, ak sa dostane na rozhranie 2 prostredí, sčasti sa odráža späť, sčasti prejde do 2. prostredia- pre odraz UZ vĺn platí Snelliov optický zákon: uhol odrazu sa rovná uhlu dopadu. Echoencefalografia – vyšetrovacia metóda, pri ktorej sa využíva fyzikálny princíp: ultrazvukové vlny prebiehajú rovnakou rýchlosťou rôznymi vrstvami, na rozhraní 2 vrstiv rôznej hustoty strácajú energiu, časť sa odráža a časť pokračuje ďalej- odrazené vlny – reflexné echo (ozvena) – možno zachytiť a graficky znázorniť- podľa ultrazvuku možno určiť polohu určitých intrakraniálnych štruktúr- množstvo odrazenej energie závisí od akustickej impedancie danej hustotou hmoty a rýchlosťou vedenia ultrazvuku hmotou- hodnota akustickej impedancie je rozličná pre rôzne hmoty – rozdiely akustickej impedancie rozličných štruktúr na hlave a v hlave sú zdrojom echaNa diagnostické ciele v neurológii sa používa ultrazvuk vo frekvenčnom spektre 1-6MHz, najvhodnejšie vo frekvencii 2MHz.

Ultrazvuk v praxi
Niektoré zvieratá môžu vnímať aj ultrazvuk, napríklad pes počuje ultrazvukovú píšťalku. Zdrojom ultrazvuku sú ultrazvukové generátory, ktoré sú založené na piezoelektrickom alebo magnetostrikčnom jave. Niektoré zvieratá majú vlastné ultrazvukové zariadenie. Ultrazvuk sa využíva v množstve odborov vedy a techniky. Pri ultrazvukovejdefektopií sa ultrazvuk využíva na odhaľovanie skrytých puklín, dutín, trhlín v materiáloch . Ultrazvuk sa používa takisto v lekárstve na snímanie pacientov. Ultrazvukové vlny sa odrazia od vnútornosti človeka a vrátia sa späť a tým vytvárajú obraz na monitore čím dlhšie trvá ultrazvukovej vlne kým sa vráti tým ďalej sa nachádza prekážka d ktorej sa odrazila z tohto posunu času dokáže prístroje presne zobraziť tvary vnútorností. Vlnové dĺžky ultrazvuku sú omnoho menšie ako vlnové dĺžky počuteľných zvukov. Napríklad pre frekvenciu 100kHz je vlnová dĺžka 3,4mm. Ultrazvukové vlnenie sa šíri priamočiaro ktoré sa môžu lámať, odrážať a sústreďovať do ohniska. Toto je možné využiť pri obrábaní tvrdých materiálov. Na odraze ultrazvuku je založený lodný sonar. Sonarom sa meria hĺbka mora, na určovanie polohy ľadovcov, ťahu rýb a podobne.

Ponorky sa pomocou sonaru pri potopení vo veľkých hĺbkach orientujú funguje na podobnom princípe ako pri ultrazvuku ktorý sa používa na vyšetrenie pacientov v zdravotníctve. Intenzita ultrazvukových vĺn je v podstate väčšia ako intenzita počuteľného zvuku. Pri prechode ultrazvukovej vlny prostredím nastáva tlaková zmena väčšia ako 105 Pa. Ultrazvukom je možné prenášať energiu, a tak časticiam prostredia udeľovať značné zrýchlenie. Z tohto dôvodu sa môže ultrazvuk používať na tvorbu emulzií (zmieňanie nezlučiteľných častíc ako voda a olej), na urýchlenie rozpúšťania častíc tento spôsob čistenia s využíva v zlatníctve na čistenie šperkov alebo v optike na čistenie skiel, na urýchľovanie chemických reakcií, na urýchlenie procesov založených na vnikaní kvapaliny do pórovitej látky (farbenie látok). Ultrazvukom sa však aj spájajú drobné telieska ktoré obsahuje vzduch a plyn (častice prachu a dymu) do väčších celkov, a tie potom klesajú k zemi. Ultrazvuk odstraňuje ťažkosti pri spájkovaní niektorých kovov napríklad hliníka , pretože odstraňuje z hliníka z oxidovanú povrchovú vrstvu oxidu hlinitého, a tým umožnuje dokonalý kontakt kovu so spájkovačkou. Ultrazvukové vlny pri vhodnej voľbe ožarovanej doby dokonca podporujú klíčenie a rast poľnohospodárskych plodín. Na živočích naopak ultrazvu pôsobí nepriaznivo najme pri veľkej intenzite.
Ultrazvuková defektoskopia,

Ultrazvuk sa v praktickom živote využíva pre svoje významné vlastnosti rôznymi spôsobmi. Jeho malá vsiakateľnosť vo vode umožňuje veľmi rýchlo a pohosle merať napríklad hlbky morí, tzv. metodou ozveny ultrazvuku.

Zdroj ultrazvuku upevnený na lodi pod vodnou hladinou vysiela veľmi krátke ultrazvukové impulzy, ktoré sa po odraze od dna mora vracajú a účinkujú na prijímač ultrazvuku. Ak medzi vysielaním a zachytením ozveny ultrazvukového signálu uplynul čas a rýchlosť zvuku vo vode je delta v, potom hlbku mora určuje vzorec

h = 0,5v. delta t
Odraz ultrazvuku na rozhraní dvoch hmotných prostredí sa využíva i k hľadaniu kazov v kovových výrobkoch ( tzv. ultrazvuková defektoskopia )

Rýchle zmeny tlaku v kvapalinách, ktorými sa ultrazvuk šíri, vyvolávajú kmitavý pohyb častíc, ktoré sa v nich vznášajú. Ultrazvuk sa dá týmto spôsobom podporovať homogenizáciou heterogenných sústav, tj. Vytvárať veľmi jemné disperzné (rozptýlené ) sústavy, akými sú suspenzia, emulzia, pena, koloidné roztoky. Ultrazvuk účinkuje i na väčšie molekuly a podporuje ich chemickú reakciu. Využívaním tohto účinku sa zaoberá odbor chémie, ktorý sa nazýva fonochémia.

Ultrazvuk pre mamičky
Čo je to 3D ultrazvuk?
Trojrozmerný (3D) ultrazvuk sa objavil už pred 10 rokmi ako nová možnosť ultrazvukového zobrazenia. Prostredníctvom série dvojrozmerných (2D) obrázkov je vytvára 3D obrázok.

Čo je to 4D ultrazvuk?
4D zobrazenie predstavuje najnovšiu technológiu, pri ktorej rýchlo snímané obrázky umožňujú vyšetrenie plodu, alebo jeho orgánov, v reálnom čase v trojrozmernom zobrazení. Toto zobrazenie bolo možné vytvoriť až v poslednej dobe, pomocou moderných počítačových technológií. Tieto sa využívajú na spracovanie veľkých objemov dát, okrem iného aj na tzv. 4D zobrazenie. Špecifický spôsob zobrazenia pridáva k trojrozmernému ešte ďalšiu dimenziu, ktorou je čas, a tým umožňuje sledovať pohyb plodu v reálnom čase.

Výhody 4D ultrazvuku?
Pomocou 4D technológie je možné pozorovať anatómiu jednotlivých orgánov v reálnom čase. Je možné detailne študovať pohyby končatín plodu, mimiku tváre, srdcovú činnosť.

Obmedzenia 3D/4D ultrazvuku?
Je nevyhnutné zdôrazniť, že 3D technológia nenahradzuje klasické 2D zobrazenie, ale dopĺňa ho. V praxi sa stretávame s prípadmi (zlá poloha plodu, menšie množstvo plodovej vody, zlé akustické podmienky...), kedy nie je možné získať kvalitné zobrazenie ani pomocou tejto špičkovej technológie.