Ultrasuoni
Che cosa sono gli ultrasuoni?
Al di sopra della frequenza di 20.000 hertz (Hz) i suoni (o onde sonore) non sono più percepibili dall'orecchio umano e vengono detti ultrasuoni; lo stesso termine "ultrasuoni" ci indica che si tratta di onde acustiche che vanno al di là (= ultra) del suono, identificando con suono le sole onde udibili dall'uomo.
Pertanto possiamo definire gli ultrasuoni nel seguente modo: vibrazioni elastiche di un mezzo (liquido, solido o aeriforme) le cui frequenze superano i limiti della percezione uditiva umana (fissata a 20.000 Hz). Per info: frequenza degli ultrasuoni.
Sino alla frequenza di 20.000 Hz l'apparato uditivo dell'uomo trasforma le onde sonore che lo colpiscono in impulsi elettrici.
Applicazioni degli ultrasuoni
Anche se non udibili, gli ultrasuoni hanno diverse e importanti applicazioni pratiche.
Per esempio, in ambito medico, gli ultrasuoni vengono impiegati nelle ecografie: tali analisi permettono di "vedere" l'interno del corpo umano, studiando la riflessione degli ultrasuoni, che urtano contro gli organi interni e i tessuti.
L'ecografia costituisce un esame non dannoso per l'organismo umano, perché, a differenza delle radiografie, non utilizza le radiazioni ma gli ultrasuoni, onde sonore non udibili.
Anche il sonar usato sui sottomarini sfrutta il principio della riflessione degli ultrasuoni per individuare la presenza di ostacoli e di oggetti subacquei: il tempo che intercorre tra la trasmissione delle onde acustiche e il ritorno delle onde riflesse dall'ostacolo fornisce la distanza dell'ostacolo stesso.
Nella tecnologia dei materiali gli ultrasuoni sono usati per individuare impurità o difetti all'interno di masse solide (come ad esempio di leghe metalliche), mentre il loro forte potere di penetrazione e l'estrema precisione con cui è possibile indirizzare il loro fascio di vibrazioni rende utile il loro impiego anche nella microsaldatura, cioè nella saldatura di oggetti di dimensioni microscopiche, come ad esempio i circuiti integrati che compongono i computer.
Per alcuni animali, come ad esempio il cane, gli ultrasuoni sono perfettamente udibili: il loro orecchio è infatti diverso dal nostro.
Altri animali, come ad esempio i pipistrelli, sono addirittura in grado di emettere gli ultrasuoni: sfruttando il principio del sonar, spiegato poc'anzi, i pipistrelli sono in grado di orientarsi nel buio della notte emettendo degli ultrasuoni e rilevando, in base al tempo e alla direzione di arrivo dell'eco, la presenza di ostacoli (e di prede); essi infatti dispongono di un sonar naturale.
Range di frequenze udite da diversi animali.
Altri animali sono in grado di sentire gli ultrasuoni ma non riescono a sopportarli; le zanzare, ad esempio, sono respinte da particolari frequenze: vengono perciò costruiti apparecchi (dispositivi antizanzare a ultrasuoni) in grado di emettere un suono ad alta frequenza che le tiene lontane.
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