Борис Кудрявцев - О неслышимых звуках

Озвучивание мощным ультразвуком оказывает очень сильное воздействие и на сложные организмы животных и людей. Работники, имеющие дело с мощными звуковыми сиренами, отмечали, что когда их руки попадали в звуковой луч, через несколько секунд нагрев пальцев делался непереносимым. Объясняется это, вероятно, тем, что тепло при озвучивании возникает непосредственно в тканях организма, а не распространяется в результате теплопередачи, как при обычном нагреве.

Когда на пути звукового луча мощной сирены всего на несколько мгновений случайно оказывался работник, то несмотря на то, что на его уши были надеты специальные поглотители, которые не допускали проникновения звука, он ощущал дурноту и терял способность сохранять равновесие.

Иначе ведут себя ультразвуки не столь большой мощности. Их действие на человеческий организм может быть и благотворным. В этом отношении ультразвук можно сравнить с солнечным светом, который при неумеренном пользовании вызывает ожог, при правильном же применении восстанавливает здоровье человека.

В последние годы ученые разработали различные способы лечения ультразвуком. В одном из них источник ультразвука плотно прижимается к тому участку человеческого тела, который нужно подвергнуть действию высокочастотных колебаний. В другом из них излучатель скользит по поверхности кожи, подвергающейся озвучиванию. Для лучшей передачи звуковых колебаний кожа предварительно смазывается вазелиновым маслом.

Одним из основных затруднений при применении ультразвуковых колебаний в медицине является недостаточная еще разработанность способов их дозировки.

На рис. 25 изображен один из применяемых в наше время в медицине приборов, определяющих мощность ультразвукового луча. Излучатель ультразвука прижимается к отверстию в верхней части камеры, внутри которой установлены легкие весы, напоминающие ультразвуковой радиометр. Давление ультразвука заставляет чашку весов опуститься. При этом специальная передача приводит в движение стрелку прибора, положение которой и указывает мощность ультразвука.

Ученые настойчиво изучают процессы, которые протекают в живом организме под действием ультразвука.

Несомненно, что наряду с кавитацией, вызывающей разрыв клеток, необходимо считаться с химическим действием ультразвука на сложные органические вещества, присутствующие в живых клетках.

Под действием мощных ультразвуковых колебаний большие молекулы белковых веществ разламываются, образуя частицы меньших размеров.

Ультразвуки способны изменять химические и биохимические свойства молекул и не таких сложных и непрочных, как белковая молекула.

Существует химическое соединение, называемое бензопиреном, которое обладает способностью вызывать у животных возникновение злокачественной опухоли. После озвучивания бензопирен это свойство теряет.

Изучение химических действий ультразвука будет способствовать дальнейшему использованию неслышимых звуков в биологии и медицине.

Как путешественник, проникнув во вновь открытую страну, порою не знает, куда направить свой путь, так и исследователи новой области науки на первых порах продвигаются вперед неуверенно, как бы «ощупью».

Так же обстояло дело и с исследованием неслышимых звуков.

Это было увлекательное путешествие, в котором человек постоянно сталкивался с новыми, неизвестными ему до того явлениями, и вполне естественно, что уже первые шаги исследователей привели к открытиям, приковавшим внимание ученых всего мира к удивительным свойствам неслышимых звуков.

По мере того как открывались новые и новые свойства ультразвуков, все яснее делалась природа наблюдаемых явлений, целеустремленнее становились научные поиски.

Особенно большой интерес возбудила способность ультразвуков вызывать химические превращения. Химических превращений, вызываемых ультразвуком, оказалось так много, что было предложено даже объединить их в специальный отдел химии — фонохимию, наподобие того, как объединяют химические превращения, вызываемые действием света, в раздел, называемый фотохимией. Возможно, что в будущем такой отдел химии действительно и возникнет.

Иодистый калий — бесцветное вещество, по виду его трудно отличить от обычной поваренной соли.

Раствор иодистого калия в воде бесцветен и имеет горько-соленый вкус. Если пропустить через него мощный ультразвук, раствор слегка пожелтеет.

Что же произошло?

Под действием ультразвука молекулы иодистого калия, представляющие собой соединение одного атома иода с одним атомом металла калия, разрушились, выделился иод, который и окрасил раствор в желтый цвет.

Химик скажет, что произошло окисление, в результате которого выделился иод. Действительно, то же самое можно наблюдать, если добавить к раствору иодистого калия перекись водорода или другое вещество, способное вызывать окисление.

Окислительное действие ультразвука не ограничивается разложением только иодистого калия.

Если озвучивать растворы органических красителей, таких, например, как конго красное или метилвиолет, то они обесцвечиваются точно так же, как от добавки к ним какого-либо энергичного химического окислителя.

Изучение химических превращений, происходящих под действием ультразвука, привело к довольно неожиданному открытию: оказалось, что ультразвук не только вызывает окисление различных химических соединений, но в некоторых случаях оказывает и прямо противоположное действие, то есть приводит к восстановлению некоторых веществ.

Так, например, раствор сулемы при озвучивании быстро мутнеет. Помутнение вызвано восстановлением сулемы, в результате которого образуется плохо растворимое соединение — каломель, выпадающее в виде осадка.

Подействовав каким-либо химическим окислителем, мы можем заставить осадок раствориться, снова превратив образовавшуюся каломель в сулему.

Это доказывает, что под действием ультразвука действительно произошло химическое превращение, обратное окислению, — восстановление.

Что же является причиной химических изменений, происходящих под действием ультразвука?

Разрежения, возникающие в мощной ультразвуковой волне, как мы уже говорили, могут быть настолько велики, что жидкость не выдержит и разорвется, образуя множество микроскопических пузырьков. Возникает кавитация.