Ultralyd, betegnelse for mekaniske bølger med så høye svingetall at de ikke påvirker voksne menneskers hørsel. Barn kan under visse betingelser høre lydsvingninger opp til 40 000 Hz, voksne mennesker hører normalt ikke lyd over 20 000 Hz. Med ultralyd forstår man derfor mekaniske bølger med svingetall over 20 000 Hz.

Ultralyd er meget utbredt i naturen. Mange dyr hører og bruker slik høyfrekvent lyd. F.eks. orienterer flaggermus seg i flukt ved hjelp av ultralyd. De utstøter 20–30 skrik per sekund, hvert skrik varer bare noen få millisekunder, og disse skrikene reflekteres fra meget små gjenstander. Slike ekko er flaggermusenes viktigste orienteringsmiddel.

En vesentlig del av gresshoppenes lyd er i ultralydområdet opp mot 40 000 Hz, og mange insekter reagerer på tekniske ultralydsvingere helt opp til 100 000 Hz. Det er også påvist at unge hunder kan høre så høyfrekvent lyd. I havet lager reker og krabber ultralyd, og noen hvaler holder muligens kontakt med hverandre i toneområdet helt opp mot 200 000 Hz.

Til å lage ultralyd i luft er det bygd spesielle piper (galtonpipe) og gass-strømsvingere. Det er fremstilt ultralydsirener med så kraftig ytelse, flere tusen watt, at bomull blir antent etter få sekunder i lydfeltet. Et vanlig høyttalersystem kan ikke brukes til å lage ultralyd med større effekt, men elektriske høyfrekvente svingninger kan sette magnetiske stoffer og visse krystaller i mekaniske svingninger, slik at de sender ut kraftig ultralyd. Disse to metodene er nå de viktigste. Magnetostriktive svingere er jern- eller nikkelstaver som blir forkortet ved magnetisering og forlenget igjen når magnetiseringen opphører. Med magnetiske vekselfelter har man laget slike svingere med god stråling helt over 200 000 Hz. Når kvarts og enkelte andre krystaller blir utsatt for trykk eller strekk, opptrer det elektriske ladninger på noen av krystallflatene. Dette kalles piezoelektrisk effekt (se piezoelektrisitet). Hvis omvendt en slik krystall blir utsatt for et elektrisk felt, vil den trekke seg sammen eller utvide seg, og med et hurtig skiftende vekselfelt vil man ha en piezoelektrisk svinger som kan lage ultralyd med flere millioner svingninger i sekundet. Til å oppfange ultralyd brukes en piezoelektrisk krystallmikrofon.

Magnetostriktive og piezoelektriske svingere sender lite ultralyd ut i luft, slik at de er mer egnet til væsker og faste stoffer.

På grunn av den meget korte bølgelengden kan ultralyd konsentreres i en bestemt retning, som en «stråle». Dette benytter man f.eks. i fjernkontroller for fjernsynsapparater.

Etter Titanics forlis i 1912 ble det foreslått å bruke ultralyd i vann for å lokalisere isfjell ved hjelp av ekko. Under den første verdenskrig ble ultralydekko brukt til å lokalisere ubåter. I undervannsakustikken brukes ekkolodd i meget stor utstrekning til peiling av havdyp, lokalisering av fiskestim, lokalisering av skip og måling av andre båters fart, og til kommunikasjon mellom ubåter. En variant av ekkoloddet er utarbeidet for blinde og svaksynte; apparatet bruker ultralyd for å få skarp retningsvirkning, og den ikke hørbare ultralyden styrer en hørbar tone. I 1929 ble det foreslått å bruke ultralyd til å gjennomstråle metallgjenstander, og materialprøving er etter hvert blitt et viktig anvendelsesområde for ultralyd. Ved ujevnheter, sprekker og hulrom i materialet vil ultralyd bli reflektert, slik at feilen kan lokaliseres og dens størrelse måles. Man kontrollerer maskindeler, betongbjelker, bildekk osv., og også sveising, lodding og vulkanisering.

Når ultralydbølger går gjennom en væske, vil væskemolekylene komme i meget hurtig skiftende bevegelse. Dette kan man bruke til å blande to væsker som normalt ikke lar seg blande eller løse opp i hverandre, f.eks. vann og olje eller vann og kvikksølv. På denne måten har man også forsøkt å øke hastigheten i visse blandingsprosesser som ellers pleier å ta lengre tid (lakk, maling, sjokolade). De kraftige mikroskopiske rystelsene blir også brukt til å rense og vaske tøy og til farging av tekstiler med stoffer som normalt ikke lar seg løse i vann.

HO

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.