अल्ट्रासोनिक आवृत्ति का परिचय:
अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति समय की इकाई में आवधिक परिवर्तनों की संख्या है, और यह एक मात्रा है जो आवधिक गति की आवृत्ति का वर्णन करती है। इसे आमतौर पर प्रतीक f द्वारा दर्शाया जाता है, जिसकी इकाई एक सेकंड है और प्रतीक s-1 है। जर्मन भौतिक विज्ञानी हर्ट्ज़ के योगदान की स्मृति में, आवृत्ति की इकाई का नाम हर्ट्ज़ रखा गया है, जिसे "Hz" के रूप में संक्षिप्त किया गया है, जिसका प्रतीक Hz है। प्रत्येक वस्तु की अपनी विशेषताओं द्वारा निर्धारित एक आवृत्ति होती है जो आयाम से स्वतंत्र होती है, जिसे प्राकृतिक आवृत्ति कहा जाता है। आवृत्ति की अवधारणा न केवल यांत्रिकी और ध्वनिकी में लागू होती है, बल्कि इसका उपयोग विद्युत चुंबकत्व, प्रकाशिकी और रेडियो प्रौद्योगिकी में भी किया जाता है।
माध्यम में एक कण को अपनी संतुलन स्थिति पर एक बार आगे और पीछे दोलन करने में लगने वाले समय को अवधि कहा जाता है, जिसे सेकंड (s) में T द्वारा दर्शाया जाता है; 1 सेकंड के भीतर एक कण द्वारा कंपन की संख्या को आवृत्ति कहा जाता है, जिसे प्रति सेकंड चक्र में f द्वारा दर्शाया जाता है, जिसे हर्ट्ज़ (Hz) के रूप में भी जाना जाता है। अवधि और आवृत्ति एक दूसरे के व्युत्क्रमानुपाती होते हैं, जिसे निम्नलिखित समीकरण द्वारा दर्शाया जाता है: f=1/T
माध्यम में अल्ट्रासोनिक तरंगों की तरंग दैर्ध्य (λ) और आवृत्ति के बीच का संबंध है: c=λ f
सूत्र में, c ध्वनि की गति है, m/s； λ तरंग दैर्ध्य है, m; f आवृत्ति है, Hz।
इससे, यह देखा जा सकता है कि एक निश्चित माध्यम के लिए, अल्ट्रासाउंड का प्रसार वेग स्थिर होता है। अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, तरंग दैर्ध्य उतना ही छोटा होगा; इसके विपरीत, अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति जितनी कम होगी, तरंग दैर्ध्य उतना ही लंबा होगा।
अल्ट्रासोनिक शक्ति का परिचय:
अल्ट्रासाउंड की शक्ति समय की इकाई में किसी वस्तु द्वारा किए गए कार्य की मात्रा को संदर्भित करती है, जो एक भौतिक मात्रा है जो किए गए कार्य की गति का वर्णन करती है। कार्य की मात्रा स्थिर होती है, और समय जितना कम होगा, शक्ति का मान उतना ही अधिक होगा। शक्ति की गणना करने का सूत्र है: शक्ति=कार्य/समय। शक्ति एक भौतिक मात्रा है जो किए गए कार्य की गति को दर्शाती है। समय की इकाई में किए गए कार्य को शक्ति कहा जाता है, जिसे P द्वारा दर्शाया जाता है।
अल्ट्रासोनिक संचरण की प्रक्रिया में, जब अल्ट्रासोनिक तरंगें पहले से स्थिर माध्यम में प्रेषित होती हैं, तो माध्यम के कण संतुलन स्थिति के पास आगे और पीछे कंपन करते हैं, जिससे माध्यम में संपीड़न और विस्तार होता है। यह माना जा सकता है कि अल्ट्रासाउंड माध्यम को कंपन गतिज ऊर्जा और विरूपण संभावित ऊर्जा प्राप्त करने में सक्षम बनाता है। अल्ट्रासोनिक विक्षोभ के कारण माध्यम द्वारा प्राप्त ध्वनिक ऊर्जा कंपन गतिज ऊर्जा और विरूपण संभावित ऊर्जा का योग है।
जैसे ही अल्ट्रासाउंड एक माध्यम में फैलता है, ऊर्जा भी फैलती है। यदि हम ध्वनिक क्षेत्र में एक छोटा आयतन तत्व (dV) लेते हैं, तो माध्यम का मूल आयतन Vo, दबाव po, और घनत्व ρ 0 हो। आयतन तत्व (dV) अल्ट्रासोनिक कंपन के कारण गतिज ऊर्जा △ Ek प्राप्त करता है; △ Ek=(ρ 0 Vo) u2/2
Δ Ek गतिज ऊर्जा है, J; u कण वेग है, m/s； ρ 0 माध्यम का घनत्व है, kg/m3； Vo मूल आयतन है, m3।
अल्ट्रासाउंड की एक महत्वपूर्ण विशेषता इसकी शक्ति है, जो साधारण ध्वनि तरंगों की तुलना में बहुत मजबूत होती है। यह उन महत्वपूर्ण कारणों में से एक है कि अल्ट्रासाउंड का उपयोग कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से क्यों किया जा सकता है।
जब अल्ट्रासोनिक तरंगें एक निश्चित माध्यम तक पहुँचती हैं, तो माध्यम के अणु अल्ट्रासोनिक तरंगों की क्रिया के कारण कंपन करते हैं, और उनकी कंपन आवृत्ति अल्ट्रासोनिक तरंगों के समान होती है। माध्यम के अणुओं के कंपन की आवृत्ति कंपन की गति को निर्धारित करती है, और आवृत्ति जितनी अधिक होगी, गति उतनी ही अधिक होगी। कंपन के कारण एक माध्यम अणु द्वारा प्राप्त ऊर्जा न केवल माध्यम अणु के द्रव्यमान से संबंधित है, बल्कि माध्यम अणु के कंपन वेग के वर्ग के समानुपाती भी है। इसलिए, अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, माध्यम अणुओं द्वारा प्राप्त ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी। अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति साधारण ध्वनि तरंगों की तुलना में बहुत अधिक होती है, इसलिए अल्ट्रासाउंड माध्यम अणुओं को बहुत अधिक ऊर्जा दे सकता है, जबकि साधारण ध्वनि तरंगों का माध्यम अणुओं पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। दूसरे शब्दों में, अल्ट्रासाउंड में ध्वनि तरंगों की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा होती है और यह माध्यम अणुओं को पर्याप्त ऊर्जा प्रदान कर सकता है।
अल्ट्रासोनिक की आवृत्ति और शक्ति में अंतर:
अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति और शक्ति इसके प्रदर्शन को मापने के लिए दो प्रमुख पैरामीटर हैं। स्थूल रूप से, शक्ति अल्ट्रासाउंड की तीव्रता और प्रवेश क्षमता को निर्धारित करती है, जबकि आवृत्ति अल्ट्रासाउंड की प्रवेश गहराई और रिज़ॉल्यूशन को निर्धारित करती है।
आवृत्ति जितनी अधिक होगी, तरंग दैर्ध्य उतना ही छोटा होगा, और प्रवेश उतना ही मजबूत होगा, लेकिन शक्ति जितनी अधिक होगी, ध्वनि ऊर्जा उतनी ही मजबूत उत्पन्न हो सकती है। अनुप्रयोगों में, चिकित्सा क्षेत्र में उपयोग किया जाने वाला अल्ट्रासाउंड मुख्य रूप से कम-शक्ति और उच्च-आवृत्ति वाला होता है, जिसका उपयोग अल्ट्रासाउंड परीक्षा और उपचार के लिए किया जा सकता है; औद्योगिक क्षेत्र में उपयोग की जाने वाली अल्ट्रासोनिक तरंगें मुख्य रूप से उच्च-शक्ति और उच्च-आवृत्ति वाली होती हैं, जिनका उपयोग प्रसंस्करण, सफाई, माप आदि के लिए किया जा सकता है। अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति और शक्ति अल्ट्रासाउंड प्रदर्शन के दो प्रमुख संकेतक हैं। उपयुक्त अल्ट्रासोनिक मापदंडों का चयन करने से अनुप्रयोग आवश्यकताओं को बेहतर ढंग से पूरा किया जा सकता है।
अल्ट्रासोनिक आवृत्ति का परिचय:
अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति समय की इकाई में आवधिक परिवर्तनों की संख्या है, और यह एक मात्रा है जो आवधिक गति की आवृत्ति का वर्णन करती है। इसे आमतौर पर प्रतीक f द्वारा दर्शाया जाता है, जिसकी इकाई एक सेकंड है और प्रतीक s-1 है। जर्मन भौतिक विज्ञानी हर्ट्ज़ के योगदान की स्मृति में, आवृत्ति की इकाई का नाम हर्ट्ज़ रखा गया है, जिसे "Hz" के रूप में संक्षिप्त किया गया है, जिसका प्रतीक Hz है। प्रत्येक वस्तु की अपनी विशेषताओं द्वारा निर्धारित एक आवृत्ति होती है जो आयाम से स्वतंत्र होती है, जिसे प्राकृतिक आवृत्ति कहा जाता है। आवृत्ति की अवधारणा न केवल यांत्रिकी और ध्वनिकी में लागू होती है, बल्कि इसका उपयोग विद्युत चुंबकत्व, प्रकाशिकी और रेडियो प्रौद्योगिकी में भी किया जाता है।
माध्यम में एक कण को अपनी संतुलन स्थिति पर एक बार आगे और पीछे दोलन करने में लगने वाले समय को अवधि कहा जाता है, जिसे सेकंड (s) में T द्वारा दर्शाया जाता है; 1 सेकंड के भीतर एक कण द्वारा कंपन की संख्या को आवृत्ति कहा जाता है, जिसे प्रति सेकंड चक्र में f द्वारा दर्शाया जाता है, जिसे हर्ट्ज़ (Hz) के रूप में भी जाना जाता है। अवधि और आवृत्ति एक दूसरे के व्युत्क्रमानुपाती होते हैं, जिसे निम्नलिखित समीकरण द्वारा दर्शाया जाता है: f=1/T
माध्यम में अल्ट्रासोनिक तरंगों की तरंग दैर्ध्य (λ) और आवृत्ति के बीच का संबंध है: c=λ f
सूत्र में, c ध्वनि की गति है, m/s； λ तरंग दैर्ध्य है, m; f आवृत्ति है, Hz।
इससे, यह देखा जा सकता है कि एक निश्चित माध्यम के लिए, अल्ट्रासाउंड का प्रसार वेग स्थिर होता है। अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, तरंग दैर्ध्य उतना ही छोटा होगा; इसके विपरीत, अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति जितनी कम होगी, तरंग दैर्ध्य उतना ही लंबा होगा।
अल्ट्रासोनिक शक्ति का परिचय:
अल्ट्रासाउंड की शक्ति समय की इकाई में किसी वस्तु द्वारा किए गए कार्य की मात्रा को संदर्भित करती है, जो एक भौतिक मात्रा है जो किए गए कार्य की गति का वर्णन करती है। कार्य की मात्रा स्थिर होती है, और समय जितना कम होगा, शक्ति का मान उतना ही अधिक होगा। शक्ति की गणना करने का सूत्र है: शक्ति=कार्य/समय। शक्ति एक भौतिक मात्रा है जो किए गए कार्य की गति को दर्शाती है। समय की इकाई में किए गए कार्य को शक्ति कहा जाता है, जिसे P द्वारा दर्शाया जाता है।
अल्ट्रासोनिक संचरण की प्रक्रिया में, जब अल्ट्रासोनिक तरंगें पहले से स्थिर माध्यम में प्रेषित होती हैं, तो माध्यम के कण संतुलन स्थिति के पास आगे और पीछे कंपन करते हैं, जिससे माध्यम में संपीड़न और विस्तार होता है। यह माना जा सकता है कि अल्ट्रासाउंड माध्यम को कंपन गतिज ऊर्जा और विरूपण संभावित ऊर्जा प्राप्त करने में सक्षम बनाता है। अल्ट्रासोनिक विक्षोभ के कारण माध्यम द्वारा प्राप्त ध्वनिक ऊर्जा कंपन गतिज ऊर्जा और विरूपण संभावित ऊर्जा का योग है।
जैसे ही अल्ट्रासाउंड एक माध्यम में फैलता है, ऊर्जा भी फैलती है। यदि हम ध्वनिक क्षेत्र में एक छोटा आयतन तत्व (dV) लेते हैं, तो माध्यम का मूल आयतन Vo, दबाव po, और घनत्व ρ 0 हो। आयतन तत्व (dV) अल्ट्रासोनिक कंपन के कारण गतिज ऊर्जा △ Ek प्राप्त करता है; △ Ek=(ρ 0 Vo) u2/2
Δ Ek गतिज ऊर्जा है, J; u कण वेग है, m/s； ρ 0 माध्यम का घनत्व है, kg/m3； Vo मूल आयतन है, m3।
अल्ट्रासाउंड की एक महत्वपूर्ण विशेषता इसकी शक्ति है, जो साधारण ध्वनि तरंगों की तुलना में बहुत मजबूत होती है। यह उन महत्वपूर्ण कारणों में से एक है कि अल्ट्रासाउंड का उपयोग कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से क्यों किया जा सकता है।
जब अल्ट्रासोनिक तरंगें एक निश्चित माध्यम तक पहुँचती हैं, तो माध्यम के अणु अल्ट्रासोनिक तरंगों की क्रिया के कारण कंपन करते हैं, और उनकी कंपन आवृत्ति अल्ट्रासोनिक तरंगों के समान होती है। माध्यम के अणुओं के कंपन की आवृत्ति कंपन की गति को निर्धारित करती है, और आवृत्ति जितनी अधिक होगी, गति उतनी ही अधिक होगी। कंपन के कारण एक माध्यम अणु द्वारा प्राप्त ऊर्जा न केवल माध्यम अणु के द्रव्यमान से संबंधित है, बल्कि माध्यम अणु के कंपन वेग के वर्ग के समानुपाती भी है। इसलिए, अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, माध्यम अणुओं द्वारा प्राप्त ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी। अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति साधारण ध्वनि तरंगों की तुलना में बहुत अधिक होती है, इसलिए अल्ट्रासाउंड माध्यम अणुओं को बहुत अधिक ऊर्जा दे सकता है, जबकि साधारण ध्वनि तरंगों का माध्यम अणुओं पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। दूसरे शब्दों में, अल्ट्रासाउंड में ध्वनि तरंगों की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा होती है और यह माध्यम अणुओं को पर्याप्त ऊर्जा प्रदान कर सकता है।
अल्ट्रासोनिक की आवृत्ति और शक्ति में अंतर:
अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति और शक्ति इसके प्रदर्शन को मापने के लिए दो प्रमुख पैरामीटर हैं। स्थूल रूप से, शक्ति अल्ट्रासाउंड की तीव्रता और प्रवेश क्षमता को निर्धारित करती है, जबकि आवृत्ति अल्ट्रासाउंड की प्रवेश गहराई और रिज़ॉल्यूशन को निर्धारित करती है।
आवृत्ति जितनी अधिक होगी, तरंग दैर्ध्य उतना ही छोटा होगा, और प्रवेश उतना ही मजबूत होगा, लेकिन शक्ति जितनी अधिक होगी, ध्वनि ऊर्जा उतनी ही मजबूत उत्पन्न हो सकती है। अनुप्रयोगों में, चिकित्सा क्षेत्र में उपयोग किया जाने वाला अल्ट्रासाउंड मुख्य रूप से कम-शक्ति और उच्च-आवृत्ति वाला होता है, जिसका उपयोग अल्ट्रासाउंड परीक्षा और उपचार के लिए किया जा सकता है; औद्योगिक क्षेत्र में उपयोग की जाने वाली अल्ट्रासोनिक तरंगें मुख्य रूप से उच्च-शक्ति और उच्च-आवृत्ति वाली होती हैं, जिनका उपयोग प्रसंस्करण, सफाई, माप आदि के लिए किया जा सकता है। अल्ट्रासाउंड की आवृत्ति और शक्ति अल्ट्रासाउंड प्रदर्शन के दो प्रमुख संकेतक हैं। उपयुक्त अल्ट्रासोनिक मापदंडों का चयन करने से अनुप्रयोग आवश्यकताओं को बेहतर ढंग से पूरा किया जा सकता है।
