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Ultrassom

Física

Ultrassom é um som de frequência superior à que o ouvido humano pode perceber. Animais, como o cão, por exemplo, têm limite de percepção sonora superior ao do ouvido humano.
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As ondas sonoras fazem parte do nosso cotidiano, pois são utilizadas na comunicação através da fala e também da música. A capacidade que nós temos de produzir diversos tipos de sons, usando o aparelho fonador, aliada à nossa capacidade mental, nos permitiu a criação de uma linguagem falada complexa e eficiente.

Sendo assim, dizemos que a capacidade de transmitir informações por meio de ondas sonoras fez com que o ser humano desenvolvesse tanto habilidades quanto instrumentos para a produção de sons. Como dissemos, os sons audíveis são utilizados para a comunicação, já os sons inaudíveis possuem diversas aplicações em engenharia, ciências básicas e medicina, principalmente na forma de ultrassom.

Pulsos de ultrassom são gerados por cristais especiais (como o quartzo puro), que podem vibrar quando percorridos por uma corrente elétrica conveniente. Dessa forma, é possível gerar pulsos de ultrassom com frequências de vários MHz e com duração de apenas alguns milionésimos de segundo.

Ondas de ultrassom se propagam da mesma maneira que as ondas sonoras audíveis. Elas sofrem todos os fenômenos de reflexão, refração, difração e interferência, como todas as ondas.

Enviando-se um pulso de ultrassom para dentro de um material, ele será parcialmente refletido ao encontrar qualquer descontinuidade no meio, como uma mudança na densidade ou defeitos no próprio material. Se enviarmos uma onda de ultrassom para dentro de uma barra de ferro que possua uma falha interna em virtude de um defeito de fabricação, esta onda será parcialmente refletida na descontinuidade e pode ser detectada por um receptor.

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Medindo o tempo decorrido entre o início do pulso e o seu retorno (eco), pode-se determinar a profundidade e dimensão da falha. Esse sistema de medida é utilizado industrialmente para detectar fissuras em tubulações de aço, em partes de motores e estruturas de edifícios e pontes.

Na medicina, o ultrassom é muito utilizado para diagnóstico de doenças cardíacas e em exames preventivos em gestantes. Com o auxílio de um computador, o sistema transmite ondas de ultrassom em todas as direções e detecta o sinal refletido nos diversos tipos de tecidos e ossos. Dessa forma, é possível obter a imagem de um feto. Novas técnicas podem registrar imagens tridimensionais do bebê, a partir de várias imagens obtidas por meio de ultrassom.


Por Domiciano Marques
Graduado em Física

Imagem de um feto obtida com a técnica de ultrassonografia
Imagem de um feto obtida com a técnica de ultrassonografia

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Ultrassom"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ultrassom.htm. Acesso em 09 de dezembro de 2019.

Lista de Exercícios
Questão 1

(Unipas-PB) O ultrassom ou o ecossonografia é uma técnica médica que reproduz imagens e utiliza ondas sonoras com frequências muito elevadas e comprimentos de onda muito pequenos, as quais são enviadas para explorar o corpo humano que tem como principal constituinte a água. Os “ecos” vindos do interior do organismo são usados para criar uma imagem. Considerando-se um ultrassom com frequência igual a 5,0 MHz e o comprimento de onda igual a 0,3 mm, é correto afirmar que, em um intervalo de tempo de 2,0 ms, o ultrassom percorre no interior do corpo humano uma distância média, em m, igual a

01) 1,0

02) 2,0

03) 3,0

04) 4,0

05) 5,0

Questão 2

(Ufam) Sejam as seguintes afirmativas sobre as ondas sonoras:

I. O som é uma onda mecânica progressiva longitudinal cuja frequência está compreendida, aproximadamente, entre 20 Hz e 20 kHz.

II. O ouvido humano é capaz de distinguir dois sons, de mesma frequência e mesma intensidade, desde que as formas das ondas sonoras correspondentes a estes sons sejam diferentes. Os dois sons têm timbres diferentes.

III. A altura de um som é caracterizada pela frequência da onda sonora. Um som de pequena frequência é grave (baixo) e um som de grande frequência é agudo (alto).

IV. Uma onda sonora com comprimento de onda de 10 mm é classificada como ultrassom.

V. A intensidade do som é tanto maior quanto menor for a amplitude da onda sonora.

(Quando necessário, adote o valor de 340 m/s para a velocidade do som no ar.)

Assinale a alternativa correta:

a) Somente as afirmativas I, II, III e IV estão corretas.

b) Somente as afirmativas II, III e V estão corretas.

c) Somente as afirmativas I, III, IV e V estão corretas.

d) Somente as afirmativas II, III, IV e V estão corretas.

e) Somente as afirmativas I, II, IV e V estão corretas.

 

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