zijn mechanische trillingen in een gas, vloeistof of vaste stof met het kenmerk, dat de frequentie van deze trillingen boven de menselijke gehoorgrens ligt, d.w.z. boven 15 à 20 kHz. Een hoogste frequentie is niet aan te geven, doch het is gelukt trillingen op te wekken met een frequentie van 5.105 kHz.
Het opwekken van deze trillingen in een vloeistof of vaste stof gebeurt vnl. met piëzo-electrische en magnetostrictieve stralers („transducers”). In beide gevallen worden hoogfrequente electrische trillingen omgezet in mechanische trillingen met dezelfde frequentie. Bij de piëzo-electrische straler wordt gebruik gemaakt van piëzo-electrische kristallen zoals kwarts en ADP (z piëzo-electriciteit); de frequentie ligt daarbij vrijwel steeds boven ca 200 kHz. De piëzo-electrische stof bariumtitanaat vindt vooral de laatste jaren meer en meer toepassing. De magnetostrictieve straler (z magnetisme), meestal bestaande uit een staaf of ring van nikkelen lamellen, wordt gebruikt tot ten hoogste 200 kHz.
De belangrijkste methodes voor het opwekken van ultrasonore trillingen in een gas zijn die, waarbij sirenes en fluiten worden gebruikt.
Bij de toepassingen van dit soort trillingen wordt enerzijds een gebied onderscheiden van meettechnische aard en anderzijds een gebied van energetische aard. In het eerste geval is van belang, dat de golflengte kleiner is dan bij hoorbare trillingen; bij een frequentie van 1000 kHz. is deze in lucht slechts 0,3 mm. Het tweede gebied kenmerkt zich door het relatief grote vermogen per cm2, dat met ultrasonore trillingen kan worden opgewekt. Met een piëzo-electrische straler kan in een vloeistof gemakkelijk een vermogen worden bereikt van 10 Watt per cm2 en door een geschikte bundeling kan men deze waarde nog tientallen malen opvoeren. Met dit grote vermogen zijn verbonden grote amplitudes van de uitwijkingen, snelheden en versnellingen van de materiedeeltjes. Deze grote versnellingen kunnen allerlei specifieke effecten veroorzaken. Bij hetzelfde vermogen neemt de versnellingsamplitude nog toe met de frequentie. Ten slotte zijn de plaatselijke drukamplitudes ook groot, die vanaf een zekere grootte cavitatie veroorzaken; ook dit verschijnsel kan weer aanleiding geven tot specifieke effecten.
De toepassingen van meettechnische aard vindt men bij het onderzoek naar eigenschappen der stof met behulp van geluidsnelheid- en geluidabsorptiebepalingen. Vrijwel elk schip is voorzien van een echolood (z diepzee-onderzoek), dat dikwijls een magnetostrictieve straler voor een frequentie van ca 40 kHz bevat. Indien men onder water door middel van geluidsgolven mededelingen wil overbrengen, kan men hiervoor ultrasonore trillingen als draaggolf gebruiken (z draaggolftelefonie). Het ultrasonore oriëntatiemechanisme van vleermuizen is technisch nagebouwd als een geleide-apparaat voor blinden. Zeer belangrijk is ook het ultrasonore materiaalonderzoek, waarbij in materialen haarscheuren, gietgallen enz. kunnen worden opgespoord.
De energetische toepassingen vindt men in belangrijke mate op chemisch en colloïdchemisch gebied. Ultrasonore trillingen kunnen de snelheid van normaal langzaam verlopende chemische reacties versnellen, bijv. bij het verouderen van whisky. Verder vertonen ze dispergerende, emulgerende en coagulerende werkingen. Het technisch belang is hierbij tot op heden nog gering vanwege de geringe opbrengst en de hoge kosten. Wel zijn er tegenwoordig sirenes, die gebruikt worden om uit de lucht het stof te doen coaguleren en neerslaan; bepaalde types kunnen bij een rendement van ca 50 pct een vermogen leveren van 35 kW.
Van mechanische aard zijn toepassingen als bijv. de soldeerbout om aluminium te solderen, waarbij de punt magnetostrictief in trilling wordt gehouden, en de ultrasonore boor voor materialen als kwarts, diamant, enz. Ook voor de biologische en medische wetenschappen zijn ultrasonore trillingen van belang. Kleine levende wezens zoals bacteriën kunnen worden gedood. Vooral in Duitsland zijn er de laatste jaren zeer veel onderzoekingen geweest met betrekking tot behandeling van ziekten als jicht, rheuma, enz.
Ten slotte kent ook de natuur ultrasonore trillingen, daar de geluiden, die vele vogels en insecten vóórtbrengen, zich in belangrijke mate bevinden in het ultrasonore gebied.
IR H. DE ZEEUW
Lit.: L. Bergmann, Der Ultraschall, 5de dr. (Zürich 1949); B. Garlin, Ultrasonics (New York 1949); P. Vigoureux, Ultrasonics (London 1950); R. Pohlmann, Die Ultraschalltherapie (Bern 1951).
