ทรานสดิวเซอร์ผลิตคลื่นเสียงที่ช่วยลดความเจ็บปวดได้อย่างไร?

ในวิชาคณิตศาสตร์ คลื่นตามขวางประกอบด้วยคลื่นสั่นซึ่งมีเส้นทางของทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น เงื่อนไขนี้หมายความว่าความยาวของการแกว่งในคลื่นตามขวางจะยาวกว่าความยาวคลื่นของมัน ทำให้ยากต่อการสร้างคลื่นในความถี่และความยาวคลื่นที่กำหนด

คลื่นตามขวางเหล่านี้พบได้ในธรรมชาติทุกที่ ตัวอย่าง ได้แก่ น้ำที่ไหลผ่านผิวสระน้ำหรือลำธาร หรือคลื่นเสียงที่เกิดจากน้ำตก พวกเขายังสามารถพบได้ในอากาศ สิ่งเหล่านี้เรียกว่าคลื่นทรานโซนิกและคลื่นเกิดขึ้นเมื่อความเร็วของเสียงสูงกว่าความเร็วของเสียงในน้ำ

หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของคลื่นตามขวางคือพวกมันเป็นระยะ เมื่อความเร็วของเสียงสูง ความถี่ของคลื่นจะเพิ่มขึ้น เมื่อความเร็วของเสียงลดลง ความถี่ของคลื่นจะลดลง นี้เรียกว่าเรโซแนนซ์ (resonance) ซึ่งเกิดขึ้นเพราะคลื่นสามารถสะท้อนซึ่งกันและกันได้

ความถี่ของคลื่นออสซิลเลเตอร์สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร เช่น กฎของคลอสเซียส อย่างไรก็ตาม สูตรนี้ใช้ได้กับคลื่นที่มีเส้นทางการแพร่กระจายที่ราบรื่นเท่านั้น วิถีวงกลม

แม้ว่าคลื่นเฉือนจะพบได้ทุกที่ในธรรมชาติ แต่ก็มีประโยชน์อย่างยิ่งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และในทรานสดิวเซอร์อะคูสติก ซึ่งใช้ในการสร้างคลื่นอัลตราโซนิก อัลตราซาวนด์เป็นคลื่นเสียงความถี่สูงที่ผลิตโดยอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ปืนโซนิคหรือเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

คลื่นเสียงเกิดจากการชนกันของอนุภาค อัลตราซาวนด์ที่ผลิตโดยปืนเสียงเกิดจากการชนกันของโมเลกุลอากาศขนาดเล็กกับโมเลกุลอากาศที่เร็วกว่าอีกโมเลกุลหนึ่งและการชนกันของโมเลกุลอากาศขนาดใหญ่มากกับโมเลกุลอากาศอื่นที่ช้ากว่า การชนกันทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความดันในตัวกลางโดยที่คลื่นเสียงเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง การเปลี่ยนแปลงนี้จะสร้างคลื่นที่แพร่กระจายผ่านตัวกลาง ในขณะเดียวกัน คลื่นเสียงจะสร้างการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในตัวกลาง ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของคลื่นเสียง

ในตัวแปลงสัญญาณ พลังงานของคลื่นเสียงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความดันในตัวกลาง ซึ่งสร้างสัญญาณไฟฟ้า สัญญาณไฟฟ้านี้จะถูกแปลงโดยจูนเนอร์ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งแปลงพลังงานกลเป็นสัญญาณไฟฟ้า สัญญาณนี้จะถูกแปลงเป็นพลังงานกล ซึ่งวัดโดยไมโครโฟนหรือการ์ดเสียง

ทรานสดิวเซอร์สามารถใช้ในการบำบัดด้วยอัลตราซาวนด์เพื่อรักษาผู้ป่วยหูหนวก เซ็นเซอร์ยังสามารถใช้เพื่อ ป้องกันอาการหูหนวก

ในอัลตราซาวนด์ เทคโนโลยีคลื่นตามขวางมีการใช้งานที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น ทรานสดิวเซอร์อัลตราซาวนด์สามารถใช้รักษาเนื้องอกในร่างกายและเพื่อช่วยในการรักษาเดือยของกระดูกในข้อต่อ พวกเขายังมีประโยชน์ในการช่วยให้ได้รับบาดเจ็บที่กระดูกสันหลังและในการรักษากระดูกหักและความผิดปกติของกระดูก

ทรานสดิวเซอร์ยังใช้ในการส่งคลื่นเสียงอัลตราซาวนด์เข้าสู่ร่างกายมนุษย์ คลื่นเสียงเหล่านี้ใช้เพื่อช่วยลดความเจ็บปวดและรักษาปัญหาทางระบบประสาทต่างๆ

ทรานสดิวเซอร์ยังใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก สามารถใช้เพื่อส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังโทรทัศน์หรือเพื่อจ่ายไฟให้กับคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป และส่งสัญญาณวิทยุนาฬิกาปลุกส่วนตัว

การบำบัดด้วยอัลตราซาวด์สามารถใช้ได้กับปัญหาทางการแพทย์ที่หลากหลาย รวมถึงการรักษาอาการบาดเจ็บที่ไขสันหลัง ได้รับความนิยมอย่างมากจากการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ในด้านต่างๆ