Sóng Siêu Âm Là Gì? Đặc Điểm Và Ứng Dụng Thực Tiễn

Trong đời sống hiện đại, sóng siêu âm không còn xa lạ mà đã trở thành một phần quan trọng trong nhiều lĩnh vực từ y học, công nghiệp cho đến nghiên cứu khoa học. Với đặc tính tần số cao, không nghe được bằng tai người nhưng có khả năng truyền và phản xạ mạnh mẽ, sóng siêu âm được ứng dụng linh hoạt trong chẩn đoán hình ảnh, kiểm tra vật liệu, làm sạch thiết bị hay thậm chí trong các thiết bị gia dụng. Vậy sóng siêu âm là gì, đặc điểm ra sao và tại sao lại có nhiều ứng dụng thực tiễn đến vậy? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này của IteraCareVN.

Sóng siêu âm là gì?

Sóng siêu âm là một loại sóng cơ học đàn hồi có tần số lớn hơn 20.000 Hz, cao hơn ngưỡng nghe được của tai người. Vì là sóng cơ học nên siêu âm chỉ truyền được trong môi trường vật chất (rắn, lỏng, khí) và không truyền trong chân không. Sóng siêu âm có đặc điểm là bước sóng ngắn, khả năng định hướng cao, dễ phản xạ và khúc xạ, nhờ đó có thể tạo ra hình ảnh hoặc tác động vật lý lên mô, vật liệu.

Đặc điểm của sóng siêu âm là gì?

Sóng siêu âm là một loại sóng cơ học đặc biệt, có tần số cao vượt quá ngưỡng nghe của con người. Nhờ sở hữu những tính chất riêng biệt, sóng siêu âm được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ y học, công nghiệp cho đến đời sống hằng ngày. Một số đặc điểm nổi bật của sóng siêu âm gồm:

• Tần số cao hơn 20.000 Hz: Tai người chỉ nghe được trong khoảng 20 Hz – 20.000 Hz, vì vậy siêu âm nằm ngoài khả năng cảm nhận của thính giác.
• Là sóng cơ học đàn hồi: Khác với sóng điện từ, sóng siêu âm cần môi trường vật chất (rắn, lỏng, khí) để truyền, không truyền được trong chân không.
• Bước sóng ngắn: Càng có tần số cao thì bước sóng càng ngắn, nhờ đó siêu âm có độ chính xác và khả năng định hướng tốt.
• Khả năng phản xạ và khúc xạ mạnh: Giúp dễ dàng tạo hình ảnh khi siêu âm chẩn đoán hoặc kiểm tra vật liệu.
• Khả năng xuyên sâu và tập trung năng lượng: Tùy theo tần số, sóng siêu âm có thể xuyên qua các mô hoặc vật liệu và tác động sâu vào bên trong.
• An toàn và ít gây hại: Trong phạm vi ứng dụng y học và công nghiệp, siêu âm không gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe, được xem là một phương pháp chẩn đoán và điều trị an toàn.

Nguyên lý hoạt động của sóng siêu âm

Sóng siêu âm hoạt động dựa trên nguyên lý sóng cơ học đàn hồi: khi phát ra, sóng sẽ lan truyền trong môi trường rắn, lỏng hoặc khí, tạo nên những dao động áp suất. Sóng này có thể phản xạ, khúc xạ hoặc hấp thụ tùy thuộc vào cấu trúc mà nó đi qua. Chính nhờ đặc tính đó mà siêu âm có thể dùng để tạo hình ảnh hoặc tác động vật lý lên mô và vật liệu.

Trong thực tế, sóng siêu âm thường được tạo ra bằng hiệu ứng áp điện (Piezoelectric effect). Khi một tinh thể áp điện (ví dụ thạch anh) được đặt dưới điện áp xoay chiều, nó sẽ dao động và phát ra sóng siêu âm. Ngược lại, khi sóng siêu âm phản xạ trở lại và tác động lên tinh thể, tinh thể sẽ biến dao động cơ học thành tín hiệu điện. Nhờ vậy, thiết bị có thể phát – thu sóng siêu âm và xử lý tín hiệu để tạo hình ảnh hoặc cung cấp dữ liệu đo đạc.

Trong y học, nguyên lý này được ứng dụng để tạo hình ảnh siêu âm: sóng phát ra đi qua các mô trong cơ thể, phản xạ khác nhau tùy theo mật độ mô (xương, cơ, dịch…), và thiết bị sẽ thu nhận, xử lý tín hiệu để dựng thành hình ảnh trên màn hình.

Ứng dụng của sóng siêu âm trong đời sống và khoa học

Khi bạn đã biết sóng siêu âm là gì thì tiếp theo hãy theo dõi các ứng dụng của loại sóng này.

Ứng dụng trong y học

Sóng siêu âm được ứng dụng rộng rãi trong y học, đặc biệt là chẩn đoán hình ảnh. Kỹ thuật siêu âm cho phép quan sát thai nhi, tim mạch, ổ bụng, cơ xương khớp… một cách an toàn và không xâm lấn. Ngoài ra, sóng siêu âm còn được dùng trong điều trị, ví dụ: vật lý trị liệu bằng siêu âm để giảm đau và phục hồi cơ xương khớp, tán sỏi thận bằng sóng siêu âm, hay ứng dụng trong thẩm mỹ để giảm mỡ và chăm sóc da.

Ứng dụng trong công nghiệp

Trong công nghiệp, siêu âm là công cụ quan trọng để kiểm tra khuyết tật vật liệu (ultrasonic testing). Nhờ khả năng xuyên qua vật chất và phản xạ khi gặp vết nứt, siêu âm giúp phát hiện các lỗi bên trong kim loại, bê tông hoặc vật liệu tổng hợp mà không cần phá hủy. Ngoài ra, sóng siêu âm còn được dùng để làm sạch bằng bể siêu âm (làm sạch trang sức, thiết bị y tế, linh kiện điện tử), gia công vật liệu (hàn siêu âm, cắt siêu âm), mang lại độ chính xác cao và tiết kiệm chi phí.

Ứng dụng trong đời sống

Trong đời sống hàng ngày, siêu âm cũng xuất hiện ở nhiều thiết bị quen thuộc. Ví dụ: máy đuổi muỗi và côn trùng bằng sóng siêu âm, thiết bị đo khoảng cách và cảm biến siêu âm trong ô tô (hỗ trợ đỗ xe, phát hiện vật cản). Bên cạnh đó, siêu âm còn được ứng dụng trong nghiên cứu hải dương học để dò cá, định vị vật thể dưới nước và hỗ trợ ngành thủy sản.

Nắm rõ bản chất và ứng dụng thực tiễn của sóng siêu âm là gì sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về một công nghệ tưởng chừng quen thuộc nhưng lại vô cùng mạnh mẽ trong thời đại hiện nay. Để điều trị bệnh xương khớp, đau mỏi cơ bạn có thể thử trải nghiệm máy thổi sóng Terahertz của Prife. Chúng tôi có chương trình trải nghiệm iTeraCare Classic 4.0 miễn phí, hãy liên hệ qua số hotline 0767689499 (Mr Tú) để được hỗ trợ chi tiết thông tin.

Xem thêm:

• Sóng Xung Kích Trị Liệu Điều Trị Được Những Bệnh Lý Nào?
• Các Bài Tập Kéo Dãn Cột Sống Thắt Lưng Tập Tại Nhà
• Máy Siêu Âm Điều Trị Xương Khớp Và Những Điều Cần Biết
• Máy Siêu Âm Đa Tần: Công Nghệ Tiên Tiến Và Lợi Ích Cho Sức Khỏe
• Vật Lý Trị Liệu Sóng Ngắn Là Gì? Gợi Ý Máy Sóng Ngắn Trị Liệu Tốt