سونوگرافی فراصوتی
سونوگرافی فراصوتی
سونوگرافی فراصوتی یکی از روشهای تشخیص بیماری در پزشکی است. به این روش اکوگرافی، پژواک‌نگاری و صوت‌نگاری نیز گفته می‌شود. این روش بر مبنای امواج فراصوت و برای بررسی بافتهای زیرجلدی مانند عضلات، مفاصل، تاندون‌ها و اندام‌های داخلی بدن و ضایعات آنها پی ریزی شده‌است. سونوگرافی در حاملگی نیز کاربردهای وسیعی دارد. همچنین امروزه سونوگرافی کاربردهای درمانی نیز دارد.
ریشه لغوی
کلمه سونوگرافی از لفظ لاتین sono به معنی صوت و نیز graphic به معنی شکل و ترسیم گرفته شده و ultrasound از ultra به معنی ماورا و نیز sound به معنی صوت یا صدا گرفته شده‌است.
تاریخچه
در سال ۱۸۷۶ میلادی، فرانسیس گالتون برای اولین بار پی به وجود امواج فراصوت برد. در زمان جنگ جهانی اول کشور انگلستان برای کمک به جلوگیری از غرق شدن کشتی‌هایش توسط زیردریاییهای کشور آلمان در اقیانوس آتلانتیک شمالی دستگاه کشف کننده زیردریایی‌ها به کمک امواج صوتی به نام صوت‌یاب (Sonar) ابداع کرد. این دستگاه امواج فراصوت تولید می‌کرد که در پیدا کردن مسیر کشتیها استفاده می‌شد. این تکنیک در زمان جنگ جهانی دوم تکمیل گردید و بعدها بطور گسترده‌ای در صنعت این کشور برای آشکار سازی شکافها در فلزات و سایر موارد مورد استفاده قرار می‌گرفت. از کاربرد بخصوصی که انعکاس صوت در جنگ و صنعت داشت صوت‌یاب به علم پزشکی وارد شد و تبدیل به یک وسیله تشخیصی بزرگ در علم پزشکی گردید.
سیر تحولی در رشد
نخستین دستگاه تولید کننده امواج فراصوت در پزشکی، در سال ۱۹۳۷ میلادی توسط دوسیک اختراع شد و روی مغز انسان آزمایش شد. اگر چه فراصوت در ابتدا فقط برای مشخص کردن خط وسط مغز بود، اکنون بصورت یک روش تشخیصی و درمانی مهم درآمده و پیشرفت روز به روز انواع نسلهای دستگاههای تولید فراصوت، تحولات عظیمی در تشخیص و درمان در علم پزشکی بوجود آورده‌است. اگرچه بر اساس آماری که در سال ۲۰۰۰ گرفته شده اولتراسوند بعلت هزینه پایین‌تر، ایمنی بیشتر، حمل و نقل آسان وامکان ارائه تصاویر زنده بیشترین کاربرد را در مقایسه با سایر روشهای تصویربرداری دارد ولی بر اساس آمار به ترتیب سی. تی. اسکن (CT) و ام. آر. آی (MRI) و پس از آن تصویربرداری هسته‌ای به‌ویژه مقطع‌نگاری پوزیترون (PET) بیشترین کاربرد را دارند چراکه سامانه فراصوتی دارای محدودیت‌هایی نیز هست از جمله:
امواج فراصوت قابلیت عبور از استخوان را ندارند. همچنین از گاز و هوا نیز نمی‌توانند عبور کنند و بازتاب پیدا می‌کنند. بنابراین روش ایده‌آلی برای تصویربرداری از سینه، روده و معده نمی‌باشند. گازهای روده‌ای جلوی تصویربرداری از ساختمانهای داخلی‌تر مثل پانکراس و آئورت را می‌گیرند. دیگراین‌که امواج در بافتها افت کرده و به‌عنوان مثال، این مساله تصویر برداری از قلب افراد چاق را با مشکل مواجه می‌کند.
تعریف امواج فراصوت
امواج فراصوت به شکلی از انرژی از امواج مکانیکی گفته می‌شود که فرکانس آنها بالاتر از حد شنوایی انسان باشد. گوش انسان قادر است امواج بین ۲۰ هرتز تا ۲۰۰۰۰ هرتز را بشنود. هر موج (شنوایی یا فراصوت) یک آشفتگی مکانیکی در یک محیط گاز، مایع و یا جامد است که به بیرون از چشمه صوتی و با سرعتی یکنواخت و معین حرکت می‌کند. در حرکت یا گسیل موج مکانیکی، ماده منتقل نمی‌شود. اگر ارتعاش ذرات در جهت عمود بر انتشار صوت باشد، موج عرضی است که بیشتر در جامدات رخ می‌دهد و در صورتی که ارتعاش در راستای انتشار امواج باشد، موج طولی است. انتشار در بافتهای بدن به صورت امواج طولی است. از این رو در پزشکی با اینگونه امواج (بالای ۲۰٬۰۰۰ hertz) سر و کار داریم. در کاربردهای تصویر برداری پزشکی، امواج فراصوت در رنج فرکانسی ۲ تا ۲۰ مگاهرتز به کار گرفته می‌شوند. فرکانس‌های بالاتر از این میزان کاربردهای تحقیقاتی و آزمایشگاهی دارند.
روشهای تولید امواج فراصوت
روش پیزوالکتریسیته تأثیر متقابل فشار مکانیکی و نیروی الکتریکی را در یک محیط اثر پیزو الکتریسیته می‌گویند. بطور مثال بلورهایی وجود دارند که در اثر فشار مکانیکی، نیروی الکتریکی تولید می‌کنند و برعکس ایجاد اختلاف پتانسیل در دو سوی همین بلور و در همین راستا باعث فشردگی و انبساط آنها می‌شود که ادامه دادن به این فشردگی و انبساط باعث نوسان و تولید امواج می‌شود. مواد (بلورهای) دارای این ویژگی را مواد پیزو الکتریک می‌گویند. اثر پیزو الکتریسیته فقط در بلورهایی که دارای تقارن مرکزی نیستند، وجود دارد. بلور کوارتز از این دسته مواد است و اولین ماده‌ای بود که برای ایجاد امواج فراصوت از آن استفاده می‌شد که اکنون هم استفاده می‌شود.
اگر چه مواد متبلور طبیعی که دارای خاصیت پیزو الکتریسیته باشند، فراوان هستند. ولی در کاربرد امواج فراصوت در پزشکی از کریستالهایی استفاده می‌شود که سرامیکی بوده و بطور مصنوعی تهیه می‌شوند. از نمونه این نوع کریستالها، مخلوطی از زیرکونیت و تیتانیت سرب (Lead zirconat & Lead titanat) است که به شدت دارای خاصیت پیزوالکتریسیته هستند. به این مواد که واسطه‌ای برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی و بالعکس هستند، مبدل یا ترانسدیوسر (transuscer) می‌گویند. یک ترانسدیوسر فراصوتی بکار می‌رود که علامت الکتریکی را به انرژی فراصوت تبدیل کند که به داخل بافت بدن نفوذ و انرژی فراصوت انعکاس یافته را به علامت الکتریکی تبدیل کند.
روش مگنتو استریکسیون
این خاصیت در مواد فرومغناطیس (مواد دارای دو قطبی‌های مغناطیسی کوچک بطور خود به خود با دو قطبی‌های مجاور خود همخط شوند) تحت تأثیر میدان مغناطیسی بوجود می‌آید. مواد مزبور در این میدانها تغییر طول می‌دهند و بسته به فرکانس (شمارش زنشهای کامل موج در یک ثانیه) جریان متناوب به نوسان در می‌آیند و می‌توانند امواج فراصوت تولید کنند. این مواد در پزشکی کاربرد ندارند و شدت امواج تولید شده به این روش کم است و بیشتر کاربرد آزمایشگاهی دارد.
عملکرد دستگاههای تصویربرداری و تشخیص با امواج فراصوت
در سیستم‌های فراصوت، پالس‌های مکانیکی با فرکانسی در محدودهٔ فراصوت، توسط پراب مخصوص منتشر می‌گردد. این پراب‌ها دارای آرایه‌ای از فرستنده‌های فرا صوت می‌باشد. بخشی از امواج منتشر شده در محیط (در اینجا بافتهای زیستی)، با برخورد به مرزهای دو بافت با چگالی متفاوت، دچار بازتابش (اکو) می‌گردند. میزان این بازتابش وابسته به امپدانس انتشار امواج فراصوت در دو محیط می‌باشد. اساس سیستم‌های تصویربرداری آلتراسوند، تشخیص تاخیرهای سیگنال‌های دریافتی و پالس‌های ارسال شده می‌باشد.
در کاربردهای پزشکی، امواج فراصوت با فرکانس‌هایی در رنج ۱ مگاهرتز الی ۱۸ مگاهرتز، به کار گرفته می‌شود. فرکانس‌های بالا نیاز به فرستنده‌هایی با ابعاد کوچک‌تر داشته و با توجه به کوتاه تر شدن طول موج، امکان دستیابی به رزولوشن بالاتر را فراهم می‌آورد، اما با این وجود، میزان تضعیف سیگنال در محیط انتشار، با افزایش فرکانس، افزایش می‌یابد. به همین دلیل رنج فرکانس معمول ۳ الی ۵ مگاهرتز می‌باشد.
برای تشخیص سرعت سیالات، مانند سرعت جریان خون، می‌توان از اثر داپلی نیز بهره برد. با توجه به اثر دوپلر حرکت سیال موجب ایجاد شیفت فرکانسی در امواج بازتابیده شده می‌شود. میزان این شیفت فرکانس وابسته به اندازه و جهت سرعت می‌باشد.
با افزایش فرکانس، الگوی تابش فرستنده به حالت ایزوتروپیک نزدیک می‌گردد. برای متمرکز نمودن پالس‌های ارسالی در یک راستا و حتی یک نقطه خاص می‌بایست از پراب‌های آرایه فازی، استفاده نمود. این پراب‌ها شامل چندین فرستنده/گیرنده پیزوالکتریک بر روی خود می‌باشند که می‌توان به صورت یک ردیف (یک بعدی) و یا چندین ردیف (دو بعدی) کنار هم چیده شده باشند. در حالت پسیو، می‌توان چیدمان این المان‌ها را به نحوی طراحی نمود که لوب اصلی الگوی تابش آنتن در یک راستای خاص متمرکز گردد.
در حالت اکتیو فاز، با ایجاد تاخیرهای کنترل شده، در پالس‌های ارسالی توسط هر المنت، می‌توان جهت لوب اصلی را نیز بدون تغییر موقعیت مکانیکی فرستنده، تغییر داد. در فرستنده‌های آرایه فازی دو بعدی اکتیو، امکان فوکوس کردن در یک نقطه خاص نیز فراهم می‌آید. این خصوصیت امکان ایجاد تصاویر دو بعدی و سه بعدی را بدون تغییر دادن مکان پراب، فراهم می‌آورد.
کاربرد امواج فراصوت
۱. کاربرد تشخیصی (سونوگرافی)
2. بیماریهای زنان و زایمان (Gynecology) مانند بررسی قلب جنین، اندازه‌گیری قطر سر (سن جنین)، بررسی جایگاه اتصال جفت و محل ناف، تومورهای پستان. 3. بیماریهای مغز و اعصاب(Neurology) مانند بررسی تومور مغزی، خونریزی مغزی به صورت اکوگرام مغزی یا اکوانسفالوگرافی.
4. بیماریهای چشم (ophthalmology) مانند تشخیص اجسام خارجی در درون چشم، تومور عصبی، خونریزی شبکیه، اندازه‌گیری قطر چشم، فاصله عدسی از شبکیه.
5. بیماریهای کبدی (Hepatic) مانند بررسی کیست و آبسه کبدی.
6. بیماریهای قلبی (cardiology) مانند بررسی اکوکاردیوگرافی.
۷. دندانپزشکی مانند اندازه‌گیری ضخامت بافت نرم در حفره‌های دهانی. و نیز کاربردهای درمانی آن مانند جرم گیری لثه
۸. این امواج به علت اینکه مانند تشعشعات یونیزان عمل نمی‌کنند. بنابراین برای زنان و کودکان بی‌خطر هستند. ۹. همچنین برای تصویربرداری از سینه هااستفاده می‌شود. ۱۰. رزولوشن بالایی از این روش، برای تصویربرداری از بافتهای سطحی و سلولهای نزدیک سطح پوست استفاده می‌شود. کاربرد درمانی (سونوتراپی): ۱. در فیزیوتراپی جهت کاهش درد و التهاب و همچنین انعطاف‌پذیری بافتها از اولترا سوند استفاده می‌گردد.
۲. کاربرد گرمایی 11. تزریق بدون جراحت با جذب امواج فراصوت به‌وسیله بدن بخشی از انرژی آن به گرما تبدیل می‌شود. گرمای موضعی حاصل از جذب امواج فراصوت بهبودی را تسریع می‌کند. قابلیت کشسانی کلاژن (پروتئینی ارتجاعی) را افزایش می‌دهد. کشش در جوشگاه‌های زخم (scars) افزایش می‌دهد و باعث بهبود آنها می‌شود. اگر اسکار به بافتهای زیرین خود چسبیده باشد، باعث آزاد شدن آنها می‌شود. گرمای حاصل از امواج فراصوت با گرمای حاصل از گرمایش متفاوت است.
میکروماساژ مکانیکی
به هنگام فشردگی و انبساط محیط، امواج طولی فراصوتی روی بافت اثر می‌گذارند و باعث جابجایی آب میان بافتی و در نتیجه باعث کاهش ورم (تجمع آب میان بافتی در اثر ضربه به یک محل) می‌شوند.
درمان آسیب تازه و ورم:آسیب تازه معمولاً با ورم همراه است. فراصوت در بسیاری از موارد برای از بین بردن مواد دفعی در اثر ضربه و کاهش خطر چسبندگی بافتها بهم بکار می‌رود.
درمان ورم کهنه یا مزمن: فراصوت چسبندگیهایی که میان ساختمانهای مجاور ممکن است ایجاد شود را می‌شکند.
خطرات فراصوت
جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ سونوگرافی فراصوتی موجود است.
سوختگی
اگر امواج پیوسته و در یک مکان بدون چرخش بکار روند، در بافت باعث سوختگی می‌شود و باید امواج حرکت داده شوند.
پارگی کروموزومی
استفاده دراز مدت از امواج اولتراسوند با شدت خیلی بالا پارگی در رشته دی ان ای (DNA) را نشان می‌دهد.
ایجاد حفره
یکی از عوامل کاهش انرژی امواج اولتراسوند هنگام گذشتن از بافتهای بدن ایجاد حفره یا کاویتاسیون است. همه محلولها شامل مقدار قابل ملاحظه‌ای حبابهای گاز غیر قابل دیدن هستند و دامنه بزرگ نوسانهای امواج اولتراسوند در داخل محلولها می‌تواند بر روی بافتها تغییرات بیولوژیکی ایجاد کند (پارگی در دیواره یاخته‌ها و از هم گسستن مولکولهای بزرگ).
عایق صوتی
هر وسیله‌ای برای کاهش فشار صوتی با توجه به صدای منبع و گیرنده را عایق صوتی (به انگلیسی: Soundproofing) می‌گویند.
چندین روش اساسی برای کاهش صدا وجود دارد: افزایش فاصله بین منبع و گیرنده، با استفاده از موانع سر و صدا برای منعکس یا جذب انرژی از امواج صوتی است، با استفاده از سازه‌های میرایی مانند تیغه‌های صوتی، و یا با استفاده از عایقهای صوتی.
فواید استفاده از عایق صوتی
بهبود صدا در یک اتاق (اتاق بدون پژواک)
کاهش نشت صدا به / از اتاق مجاور و یا خارج از منزل
آکوستیک آرام بخش
کاهش سر و صدا
کنترل سر و صدا
محدود کردن سر و صدای ناخواسته
عایق صوتی می‌تواند از امواج صوتی ناخواسته غیر مستقیم مانند سرکوب بازتاب که باعث پژواک جلوگیری کند عایق صوتی می‌تواند انتقال امواج ناخواسته صدای مستقیم از منبع به شنونده غیر ارادی از طریق کاهش استفاده از فاصله و دخالت اشیاء در مسیر صدا مسیر سازد
روشهای ساده عایقکاری صوتی
1. بستن منافذ ورود و خروج هوا. هر منفذی که هوا بتواند از آن عبور کند،صدا را هم می تواندانتقال دهد. کلیه منافذ موجود در سقفها و دیوارهانظیر اطراف جعبه تقسیم های برق، کانالها و داکتها ،سیم ها و هرجایی راکه شیئی از داخل دیوار یا سقف عبور می کند با بتونه یا فوم پلی اورتان درزگیری نمایید.
2. جلوگیری از ایجاد "کانالهای عبور صدا " در دیوارها. هنگام ساخت بناهای جدید ، کلیدهای برق و دریچه های هوا را در داخل دیوارمشترک دو فضا ، پشت به پشت هم قرار ندهید.
3. اجتناب از استفاده از مصالح سخت. زیرا اینگونه مصالح ,صوت را به آسانی ازیک مکان به مکان دیگر انتقال می دهند.
4. استفاده از یک لایه انعطاف پذیرنظیر فوم منبسط شونده ، جهت جدا نمودن لوله ها از غلافها یا سوراخهایی که از آن عبور می کنند.
5. استفاده از عایق صوتی در دیوارهای ساختمانهای جدید جهت جلوگیری ازانتقال صدا بین اتاقهای مجاور. به منظور جلوگیری از انتقال صدای نامطلوب جریان سریع آب به هنگام تخلیه فلاش تانک توالت، لوله های پلاستیکی تخلیه آب را عایق بندی کنید.
6. استفاده از وسایل خانگی آرامتر، حتی اگر گرانتر از موارد مشابه پرصداتر باشند.
7. جدا نمودن تجهیزات صدادار از محلهای استراحت. استفاده از اطاقهای مجزای مجهز به عایق های صوتی می تواند ایده خوبی درطراحی منزل باشد. بکارگیری درهای مجهز به عایق بین کلیه فضاها ، به مقدار قابل ملاحظه ای از انتقال صدا در خانه جلوگیری می کند.
8. استفاده از مصالح جاذب صدا در کفها، دیوارها و سقفها. عایقهای صوتی به مانند موکت می توانند از عبور صدا جلوگیری نمایند. حتی الامکان ازبکارگیری کفپوشهای سخت، مانند سرامیک، بتن و چوب خودداری نمایید.
صوت‌شناسی
صوت‌شناسی یا آکوستیک یکی از شاخه‌های علم فیزیک است و موضوع آن بررسی موج های مکانیکی در گازها ، مایع ها و جامدها ،از جمله نوسان ها ، صدا ، فراصوت و فروصوت است.کاربردهای آکوستیک در بسیاری از جنبه های زندگی امروز دیده می شوند و ساده ترین نمونه آن صنایع صوتی و نیز کنترل نویز (مکانیکی)است.
واژه ی آکوستیک برگرفته از ریشه ی یونانی ακουστικός ، به معنای "برای و از شنوایی" و نیز از ἀκουστός به معنای قابل شنیدن است.
تاریخچه
از نظر اهمیتی که آکوستیک یا علم صدا دارا می‌باشد می‌توان انتظار داشت که این موضوع در تاریخ علوم فیزیک جزو مطالب اساسی به شمار رفته باشد، در صورتی که چنین چیزی نیست، زیرا در قبال تاریخ سایر علوم، تاریخ آکوستیک قسمت از قلم افتاده و مهجوری بیش نیست. یکی از دلایل این مهجوریت تاریخی این است که نظریه اساسی اصلی راجع به انتشار و اخذ صوت از زمانهای بسیار قدیم در تحولات فکر بشری پیدا شده و اسلوب این فکر همان است که امروزه مورد قبول ماست.
تولید صوت
وقتی که به یک جسم جامد ضربه وارد می‌سازیم، تولید صدا می‌کند. تحت بعضی از شرایط صدای حاصل، بگوش انسان خوش آیند و مطبوع است و این در واقع اساس پیدایش علم موسیقی است که سالیان دراز قبل از تاریخ ضبط صوت، موجود بوده است، اما موسیقی، قرنها قبل از نظر علمی مورد تحقیق قرار گیرد، جزو صنایع ظریفه محسوب می‌گردید. این مطلب مورد قبول عموم است که اولین فیلسوف یونانی که مبنای موسیقی را برسی نموده است. فیثاغورث می‌باشد که ۶ قرن قبل از میلاد زندگی می‌کرده است.
سونوگرافی فراصوتی یکی از روشهای تشخیص بیماری در پزشکی است. به این روش اکوگرافی، پژواک‌نگاری و صوت‌نگاری نیز گفته می‌شود. این روش بر مبنای امواج فراصوت و برای بررسی بافتهای زیرجلدی مانند عضلات، مفاصل، تاندون‌ها و اندام‌های داخلی بدن و ضایعات آنها پی ریزی شده‌است. سونوگرافی در حاملگی نیز کاربردهای وسیعی دارد. همچنین امروزه سونوگرافی کاربردهای درمانی نیز دارد.
ریشه لغوی
کلمه سونوگرافی از لفظ لاتین sono به معنی صوت و نیز graphic به معنی شکل و ترسیم گرفته شده و ultrasound از ultra به معنی ماورا و نیز sound به معنی صوت یا صدا گرفته شده‌است.
تاریخچه
در سال ۱۸۷۶ میلادی، فرانسیس گالتون برای اولین بار پی به وجود امواج فراصوت برد. در زمان جنگ جهانی اول کشور انگلستان برای کمک به جلوگیری از غرق شدن کشتی‌هایش توسط زیردریاییهای کشور آلمان در اقیانوس آتلانتیک شمالی دستگاه کشف کننده زیردریایی‌ها به کمک امواج صوتی به نام صوت‌یاب (Sonar) ابداع کرد. این دستگاه امواج فراصوت تولید می‌کرد که در پیدا کردن مسیر کشتیها استفاده می‌شد. این تکنیک در زمان جنگ جهانی دوم تکمیل گردید و بعدها بطور گسترده‌ای در صنعت این کشور برای آشکار سازی شکافها در فلزات و سایر موارد مورد استفاده قرار می‌گرفت. از کاربرد بخصوصی که انعکاس صوت در جنگ و صنعت داشت صوت‌یاب به علم پزشکی وارد شد و تبدیل به یک وسیله تشخیصی بزرگ در علم پزشکی گردید.
سیر تحولی در رشد
نخستین دستگاه تولید کننده امواج فراصوت در پزشکی، در سال ۱۹۳۷ میلادی توسط دوسیک اختراع شد و روی مغز انسان آزمایش شد. اگر چه فراصوت در ابتدا فقط برای مشخص کردن خط وسط مغز بود، اکنون بصورت یک روش تشخیصی و درمانی مهم درآمده و پیشرفت روز به روز انواع نسلهای دستگاههای تولید فراصوت، تحولات عظیمی در تشخیص و درمان در علم پزشکی بوجود آورده‌است. اگرچه بر اساس آماری که در سال ۲۰۰۰ گرفته شده اولتراسوند بعلت هزینه پایین‌تر، ایمنی بیشتر، حمل و نقل آسان وامکان ارائه تصاویر زنده بیشترین کاربرد را در مقایسه با سایر روشهای تصویربرداری دارد ولی بر اساس آمار به ترتیب سی. تی. اسکن (CT) و ام. آر. آی (MRI) و پس از آن تصویربرداری هسته‌ای به‌ویژه مقطع‌نگاری پوزیترون (PET) بیشترین کاربرد را دارند چراکه سامانه فراصوتی دارای محدودیت‌هایی نیز هست از جمله:
امواج فراصوت قابلیت عبور از استخوان را ندارند. همچنین از گاز و هوا نیز نمی‌توانند عبور کنند و بازتاب پیدا می‌کنند. بنابراین روش ایده‌آلی برای تصویربرداری از سینه، روده و معده نمی‌باشند. گازهای روده‌ای جلوی تصویربرداری از ساختمانهای داخلی‌تر مثل پانکراس و آئورت را می‌گیرند. دیگراین‌که امواج در بافتها افت کرده و به‌عنوان مثال، این مساله تصویر برداری از قلب افراد چاق را با مشکل مواجه می‌کند.
تعریف امواج فراصوت
امواج فراصوت به شکلی از انرژی از امواج مکانیکی گفته می‌شود که فرکانس آنها بالاتر از حد شنوایی انسان باشد. گوش انسان قادر است امواج بین ۲۰ هرتز تا ۲۰۰۰۰ هرتز را بشنود. هر موج (شنوایی یا فراصوت) یک آشفتگی مکانیکی در یک محیط گاز، مایع و یا جامد است که به بیرون از چشمه صوتی و با سرعتی یکنواخت و معین حرکت می‌کند. در حرکت یا گسیل موج مکانیکی، ماده منتقل نمی‌شود. اگر ارتعاش ذرات در جهت عمود بر انتشار صوت باشد، موج عرضی است که بیشتر در جامدات رخ می‌دهد و در صورتی که ارتعاش در راستای انتشار امواج باشد، موج طولی است. انتشار در بافتهای بدن به صورت امواج طولی است. از این رو در پزشکی با اینگونه امواج (بالای ۲۰٬۰۰۰ hertz) سر و کار داریم. در کاربردهای تصویر برداری پزشکی، امواج فراصوت در رنج فرکانسی ۲ تا ۲۰ مگاهرتز به کار گرفته می‌شوند. فرکانس‌های بالاتر از این میزان کاربردهای تحقیقاتی و آزمایشگاهی دارند.
روشهای تولید امواج فراصوت
روش پیزوالکتریسیته تأثیر متقابل فشار مکانیکی و نیروی الکتریکی را در یک محیط اثر پیزو الکتریسیته می‌گویند. بطور مثال بلورهایی وجود دارند که در اثر فشار مکانیکی، نیروی الکتریکی تولید می‌کنند و برعکس ایجاد اختلاف پتانسیل در دو سوی همین بلور و در همین راستا باعث فشردگی و انبساط آنها می‌شود که ادامه دادن به این فشردگی و انبساط باعث نوسان و تولید امواج می‌شود. مواد (بلورهای) دارای این ویژگی را مواد پیزو الکتریک می‌گویند. اثر پیزو الکتریسیته فقط در بلورهایی که دارای تقارن مرکزی نیستند، وجود دارد. بلور کوارتز از این دسته مواد است و اولین ماده‌ای بود که برای ایجاد امواج فراصوت از آن استفاده می‌شد که اکنون هم استفاده می‌شود.
اگر چه مواد متبلور طبیعی که دارای خاصیت پیزو الکتریسیته باشند، فراوان هستند. ولی در کاربرد امواج فراصوت در پزشکی از کریستالهایی استفاده می‌شود که سرامیکی بوده و بطور مصنوعی تهیه می‌شوند. از نمونه این نوع کریستالها، مخلوطی از زیرکونیت و تیتانیت سرب (Lead zirconat & Lead titanat) است که به شدت دارای خاصیت پیزوالکتریسیته هستند. به این مواد که واسطه‌ای برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی و بالعکس هستند، مبدل یا ترانسدیوسر (transuscer) می‌گویند. یک ترانسدیوسر فراصوتی بکار می‌رود که علامت الکتریکی را به انرژی فراصوت تبدیل کند که به داخل بافت بدن نفوذ و انرژی فراصوت انعکاس یافته را به علامت الکتریکی تبدیل کند.
روش مگنتو استریکسیون
این خاصیت در مواد فرومغناطیس (مواد دارای دو قطبی‌های مغناطیسی کوچک بطور خود به خود با دو قطبی‌های مجاور خود همخط شوند) تحت تأثیر میدان مغناطیسی بوجود می‌آید. مواد مزبور در این میدانها تغییر طول می‌دهند و بسته به فرکانس (شمارش زنشهای کامل موج در یک ثانیه) جریان متناوب به نوسان در می‌آیند و می‌توانند امواج فراصوت تولید کنند. این مواد در پزشکی کاربرد ندارند و شدت امواج تولید شده به این روش کم است و بیشتر کاربرد آزمایشگاهی دارد.
عملکرد دستگاههای تصویربرداری و تشخیص با امواج فراصوت
در سیستم‌های فراصوت، پالس‌های مکانیکی با فرکانسی در محدودهٔ فراصوت، توسط پراب مخصوص منتشر می‌گردد. این پراب‌ها دارای آرایه‌ای از فرستنده‌های فرا صوت می‌باشد. بخشی از امواج منتشر شده در محیط (در اینجا بافتهای زیستی)، با برخورد به مرزهای دو بافت با چگالی متفاوت، دچار بازتابش (اکو) می‌گردند. میزان این بازتابش وابسته به امپدانس انتشار امواج فراصوت در دو محیط می‌باشد. اساس سیستم‌های تصویربرداری آلتراسوند، تشخیص تاخیرهای سیگنال‌های دریافتی و پالس‌های ارسال شده می‌باشد.
در کاربردهای پزشکی، امواج فراصوت با فرکانس‌هایی در رنج ۱ مگاهرتز الی ۱۸ مگاهرتز، به کار گرفته می‌شود. فرکانس‌های بالا نیاز به فرستنده‌هایی با ابعاد کوچک‌تر داشته و با توجه به کوتاه تر شدن طول موج، امکان دستیابی به رزولوشن بالاتر را فراهم می‌آورد، اما با این وجود، میزان تضعیف سیگنال در محیط انتشار، با افزایش فرکانس، افزایش می‌یابد. به همین دلیل رنج فرکانس معمول ۳ الی ۵ مگاهرتز می‌باشد.
برای تشخیص سرعت سیالات، مانند سرعت جریان خون، می‌توان از اثر داپلی نیز بهره برد. با توجه به اثر دوپلر حرکت سیال موجب ایجاد شیفت فرکانسی در امواج بازتابیده شده می‌شود. میزان این شیفت فرکانس وابسته به اندازه و جهت سرعت می‌باشد.
با افزایش فرکانس، الگوی تابش فرستنده به حالت ایزوتروپیک نزدیک می‌گردد. برای متمرکز نمودن پالس‌های ارسالی در یک راستا و حتی یک نقطه خاص می‌بایست از پراب‌های آرایه فازی، استفاده نمود. این پراب‌ها شامل چندین فرستنده/گیرنده پیزوالکتریک بر روی خود می‌باشند که می‌توان به صورت یک ردیف (یک بعدی) و یا چندین ردیف (دو بعدی) کنار هم چیده شده باشند. در حالت پسیو، می‌توان چیدمان این المان‌ها را به نحوی طراحی نمود که لوب اصلی الگوی تابش آنتن در یک راستای خاص متمرکز گردد.
در حالت اکتیو فاز، با ایجاد تاخیرهای کنترل شده، در پالس‌های ارسالی توسط هر المنت، می‌توان جهت لوب اصلی را نیز بدون تغییر موقعیت مکانیکی فرستنده، تغییر داد. در فرستنده‌های آرایه فازی دو بعدی اکتیو، امکان فوکوس کردن در یک نقطه خاص نیز فراهم می‌آید. این خصوصیت امکان ایجاد تصاویر دو بعدی و سه بعدی را بدون تغییر دادن مکان پراب، فراهم می‌آورد.
کاربرد امواج فراصوت
۱. کاربرد تشخیصی (سونوگرافی)
2. بیماریهای زنان و زایمان (Gynecology) مانند بررسی قلب جنین، اندازه‌گیری قطر سر (سن جنین)، بررسی جایگاه اتصال جفت و محل ناف، تومورهای پستان. 3. بیماریهای مغز و اعصاب(Neurology) مانند بررسی تومور مغزی، خونریزی مغزی به صورت اکوگرام مغزی یا اکوانسفالوگرافی.
4. بیماریهای چشم (ophthalmology) مانند تشخیص اجسام خارجی در درون چشم، تومور عصبی، خونریزی شبکیه، اندازه‌گیری قطر چشم، فاصله عدسی از شبکیه.
5. بیماریهای کبدی (Hepatic) مانند بررسی کیست و آبسه کبدی.
6. بیماریهای قلبی (cardiology) مانند بررسی اکوکاردیوگرافی.
۷. دندانپزشکی مانند اندازه‌گیری ضخامت بافت نرم در حفره‌های دهانی. و نیز کاربردهای درمانی آن مانند جرم گیری لثه
۸. این امواج به علت اینکه مانند تشعشعات یونیزان عمل نمی‌کنند. بنابراین برای زنان و کودکان بی‌خطر هستند. ۹. همچنین برای تصویربرداری از سینه هااستفاده می‌شود. ۱۰. رزولوشن بالایی از این روش، برای تصویربرداری از بافتهای سطحی و سلولهای نزدیک سطح پوست استفاده می‌شود. کاربرد درمانی (سونوتراپی): ۱. در فیزیوتراپی جهت کاهش درد و التهاب و همچنین انعطاف‌پذیری بافتها از اولترا سوند استفاده می‌گردد.
۲. کاربرد گرمایی 11. تزریق بدون جراحت با جذب امواج فراصوت به‌وسیله بدن بخشی از انرژی آن به گرما تبدیل می‌شود. گرمای موضعی حاصل از جذب امواج فراصوت بهبودی را تسریع می‌کند. قابلیت کشسانی کلاژن (پروتئینی ارتجاعی) را افزایش می‌دهد. کشش در جوشگاه‌های زخم (scars) افزایش می‌دهد و باعث بهبود آنها می‌شود. اگر اسکار به بافتهای زیرین خود چسبیده باشد، باعث آزاد شدن آنها می‌شود. گرمای حاصل از امواج فراصوت با گرمای حاصل از گرمایش متفاوت است.
میکروماساژ مکانیکی
به هنگام فشردگی و انبساط محیط، امواج طولی فراصوتی روی بافت اثر می‌گذارند و باعث جابجایی آب میان بافتی و در نتیجه باعث کاهش ورم (تجمع آب میان بافتی در اثر ضربه به یک محل) می‌شوند.
درمان آسیب تازه و ورم:آسیب تازه معمولاً با ورم همراه است. فراصوت در بسیاری از موارد برای از بین بردن مواد دفعی در اثر ضربه و کاهش خطر چسبندگی بافتها بهم بکار می‌رود.
درمان ورم کهنه یا مزمن: فراصوت چسبندگیهایی که میان ساختمانهای مجاور ممکن است ایجاد شود را می‌شکند.
خطرات فراصوت
جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ سونوگرافی فراصوتی موجود است.
سوختگی
اگر امواج پیوسته و در یک مکان بدون چرخش بکار روند، در بافت باعث سوختگی می‌شود و باید امواج حرکت داده شوند.
پارگی کروموزومی
استفاده دراز مدت از امواج اولتراسوند با شدت خیلی بالا پارگی در رشته دی ان ای (DNA) را نشان می‌دهد.
ایجاد حفره
یکی از عوامل کاهش انرژی امواج اولتراسوند هنگام گذشتن از بافتهای بدن ایجاد حفره یا کاویتاسیون است. همه محلولها شامل مقدار قابل ملاحظه‌ای حبابهای گاز غیر قابل دیدن هستند و دامنه بزرگ نوسانهای امواج اولتراسوند در داخل محلولها می‌تواند بر روی بافتها تغییرات بیولوژیکی ایجاد کند (پارگی در دیواره یاخته‌ها و از هم گسستن مولکولهای بزرگ).
عایق صوتی
هر وسیله‌ای برای کاهش فشار صوتی با توجه به صدای منبع و گیرنده را عایق صوتی (به انگلیسی: Soundproofing) می‌گویند.
چندین روش اساسی برای کاهش صدا وجود دارد: افزایش فاصله بین منبع و گیرنده، با استفاده از موانع سر و صدا برای منعکس یا جذب انرژی از امواج صوتی است، با استفاده از سازه‌های میرایی مانند تیغه‌های صوتی، و یا با استفاده از عایقهای صوتی.
فواید استفاده از عایق صوتی
بهبود صدا در یک اتاق (اتاق بدون پژواک)
کاهش نشت صدا به / از اتاق مجاور و یا خارج از منزل
آکوستیک آرام بخش
کاهش سر و صدا
کنترل سر و صدا
محدود کردن سر و صدای ناخواسته
عایق صوتی می‌تواند از امواج صوتی ناخواسته غیر مستقیم مانند سرکوب بازتاب که باعث پژواک جلوگیری کند عایق صوتی می‌تواند انتقال امواج ناخواسته صدای مستقیم از منبع به شنونده غیر ارادی از طریق کاهش استفاده از فاصله و دخالت اشیاء در مسیر صدا مسیر سازد
روشهای ساده عایقکاری صوتی
1. بستن منافذ ورود و خروج هوا. هر منفذی که هوا بتواند از آن عبور کند،صدا را هم می تواندانتقال دهد. کلیه منافذ موجود در سقفها و دیوارهانظیر اطراف جعبه تقسیم های برق، کانالها و داکتها ،سیم ها و هرجایی راکه شیئی از داخل دیوار یا سقف عبور می کند با بتونه یا فوم پلی اورتان درزگیری نمایید.
2. جلوگیری از ایجاد "کانالهای عبور صدا " در دیوارها. هنگام ساخت بناهای جدید ، کلیدهای برق و دریچه های هوا را در داخل دیوارمشترک دو فضا ، پشت به پشت هم قرار ندهید.
3. اجتناب از استفاده از مصالح سخت. زیرا اینگونه مصالح ,صوت را به آسانی ازیک مکان به مکان دیگر انتقال می دهند.
4. استفاده از یک لایه انعطاف پذیرنظیر فوم منبسط شونده ، جهت جدا نمودن لوله ها از غلافها یا سوراخهایی که از آن عبور می کنند.
5. استفاده از عایق صوتی در دیوارهای ساختمانهای جدید جهت جلوگیری ازانتقال صدا بین اتاقهای مجاور. به منظور جلوگیری از انتقال صدای نامطلوب جریان سریع آب به هنگام تخلیه فلاش تانک توالت، لوله های پلاستیکی تخلیه آب را عایق بندی کنید.
6. استفاده از وسایل خانگی آرامتر، حتی اگر گرانتر از موارد مشابه پرصداتر باشند.
7. جدا نمودن تجهیزات صدادار از محلهای استراحت. استفاده از اطاقهای مجزای مجهز به عایق های صوتی می تواند ایده خوبی درطراحی منزل باشد. بکارگیری درهای مجهز به عایق بین کلیه فضاها ، به مقدار قابل ملاحظه ای از انتقال صدا در خانه جلوگیری می کند.
8. استفاده از مصالح جاذب صدا در کفها، دیوارها و سقفها. عایقهای صوتی به مانند موکت می توانند از عبور صدا جلوگیری نمایند. حتی الامکان ازبکارگیری کفپوشهای سخت، مانند سرامیک، بتن و چوب خودداری نمایید.
صوت‌شناسی
صوت‌شناسی یا آکوستیک یکی از شاخه‌های علم فیزیک است و موضوع آن بررسی موج های مکانیکی در گازها ، مایع ها و جامدها ،از جمله نوسان ها ، صدا ، فراصوت و فروصوت است.کاربردهای آکوستیک در بسیاری از جنبه های زندگی امروز دیده می شوند و ساده ترین نمونه آن صنایع صوتی و نیز کنترل نویز (مکانیکی)است.
واژه ی آکوستیک برگرفته از ریشه ی یونانی ακουστικός ، به معنای "برای و از شنوایی" و نیز از ἀκουστός به معنای قابل شنیدن است.
تاریخچه
از نظر اهمیتی که آکوستیک یا علم صدا دارا می‌باشد می‌توان انتظار داشت که این موضوع در تاریخ علوم فیزیک جزو مطالب اساسی به شمار رفته باشد، در صورتی که چنین چیزی نیست، زیرا در قبال تاریخ سایر علوم، تاریخ آکوستیک قسمت از قلم افتاده و مهجوری بیش نیست. یکی از دلایل این مهجوریت تاریخی این است که نظریه اساسی اصلی راجع به انتشار و اخذ صوت از زمانهای بسیار قدیم در تحولات فکر بشری پیدا شده و اسلوب این فکر همان است که امروزه مورد قبول ماست.
تولید صوت
وقتی که به یک جسم جامد ضربه وارد می‌سازیم، تولید صدا می‌کند. تحت بعضی از شرایط صدای حاصل، بگوش انسان خوش آیند و مطبوع است و این در واقع اساس پیدایش علم موسیقی است که سالیان دراز قبل از تاریخ ضبط صوت، موجود بوده است، اما موسیقی، قرنها قبل از نظر علمی مورد تحقیق قرار گیرد، جزو صنایع ظریفه محسوب می‌گردید. این مطلب مورد قبول عموم است که اولین فیلسوف یونانی که مبنای موسیقی را برسی نموده است. فیثاغورث می‌باشد که ۶ قرن قبل از میلاد زندگی می‌کرده است.
پیشینه بازیهای ویدئویی
خرمگس بازیهای ویدئویی امروزه از دو منبع سرچشمه می‌گیرند، که یکی از انها ماشین‌های سکه‌ای هستند. ماشین‌هایی که بصورت نیمه مکانیکی کار کرده و با انداختن سکه در آنها می‌توانستید از انها استفاده کنید. JukeBox که در سال ۱۹۴۸ به یکی از این ماشین‌های مهم و معمول تبدیل شد مثالی برای این سرچشمه است.
اما قبل از آن، PinBall را نباید از یاد ببریم. صنعت ماشین پینبال در سال ۱۹۳۲ با تولید ماشین Baffle Ball که توسط David Gottlieb به این عرصه وارد شده و به حدی گسترده شد.
پس از جنگ جهانی دوم، این ماشین وارد ژاپن شد. شرکتهایی مثل Michael Kogan آنرا در این کشور گسترش دادند. این شرکت یک شرکت یهودی بود که تجارت دستگاههای سرگرمی سکه‌ای را جهان گسترش داد. شرکتهایی مثل Sega Enterprice نیز کار خود را با ساخت دستگاههای سکه‌ای شروع کردند. بازیهای این دستگاهها جزء اولین بازیهای اکترونیکی بودند.
همچنین کشورهای آمریکا، آلمان و انگلیس نیز بین سالهای ۱۹۳۷ تا ۱۹۴۵ اولین کامپیوترهای الکترونیکی را طراحی کردند که می‌شود بعضی از مصرفهای انها را در این جرگه به حساب آورد.
اولین بازی الکترونیکی شناخته شده دستگاه Cathode-Ray Tube نام دارد که در سال ۱۹۴۸ توسط Thomas T. Goldsmith Jr. و Estle Ray Mann تهیه گردیده است. این دستگاه از vacuum tubes استفاده می‌کرد و برای شناخت و هدفگیری هدفها به کار می‌رفت که در نوع خود پیشرفت بزرگی به حساب می‌رفت.
برنامه‌هایی همچون Christopher Strachey و OXO نیز جزء اولین برنامه‌های سیمولاتور کامپیوتری بودند.
با این حال، اولین بازی واقعی کامپیوتری در سال ۱۹۵۸ و در تکنولوژی Oscilloscope تهیه شده است. ویلیام هگنباتوم ، این بازی را تهیه نمود و نام آن تنیس برای دو Tennis For Two بود.
این بازی در لابراتوار Brookhaven National Laboratory به نمایش گذاشته شد. این بازی به صورت ۲ نفره و بسیار ساده بود. نفر اول باید یک زاویه را انتخاب کرده و با کلید انرا به سمت دیگر بیندازد و نفر دوم نیز همینکار را نجام دهد.
تولد صنعت بخش اول
صنعت بازیهای کامپیوتری در دهه‌های ۶۰ و ۷۰ متولد شد، اما در این دهه گسترده نشد. در سال ۱۹۶۱، یک گروه جوان با نامهای Steve Russell, Wayne Witanen, and J. Martin Graetz که عضو کلوب Tech Model Railroad بودند و دانشجوی مدارس MIT، تصمیم گرفتند برنامه‌ای بنویسند که یک داستان را روایت کند. ساخت یک بازی ایدهٔ راشل بود. این پروژه یکسال بعد در سال به پایان رسید و Spacewar! نام گرفت. بازی از یک گوه و سوزن تشکیل شده بود که دو پلیر تا نابود کردن یکدیگر با هم دیگر می‌جنگیدند.
بازی (سرگرمی)
تعریف بازی:
فعالیتی که با میل و اختیار و باهدف سرگرمی و تفریح در اوقات فراغت انجام می شود، بازی نام دارد. بنابر این تعریف، بازی دارای ویژگی های زیر است:
بازی، فعالیتی اختیاری است.
کودک می تواند آن را به دلخواه خود رها کند و به فعالیت دیگری بپردازد.
بازی برای کودک خوشایند، لذت بخش و سرگرم کننده است.
بازی کودک سازماندهی، ساعت کار و وقت معین ندارد.
در بازی از کشمکش و پرخاش خبری نیست
.نگاه‌های موجود به بازی:
به طور کلی دو تصور نسبت به بازی وجود دارد
بازی برای سرگرمی و مشغول شدن کودک
یکی اینکه چون کودک مزاحم زندگی بزرگترهاست، بازی و اسباب بازی لازم است تا کودک را سرگرم کند. در زندگی امروزی غالباً هدف از بازی این است، در زندگی به سبک مدرنیسم هر ابزاری که به والدین کمک کند تا به برنامه های خود برسند، مفید تلقی می شود. منظور از برنامه، چیزهای ارزش زاست و ارزش، تولید پول است. برنامه هایی مثل کلاس رفتن، مدرک گرفتن، یادگیری، کار، کسب پول و خرج کردن آن، ایجاد رفاه، استراحت، ورزش و... ، ابزار این کار باید فراهم شود. کودک به هر نحوی باید مشغول شود تا والدین به کار خود برسند، به مهد کودک فرستاده شود، ساعتها به تماشای برنامه های تلویزیون بپردازد و ... ، یک نگاه به بازی این است.
بازی بستری برای بالندگی کودک
یک نوع نگاه هم این است که بازی و وسایل بازی باید کودک را رشد دهد، آموزنده باشد و باعث ارتقای کودک شوند. اتفاقا در این نوع نگاه برخلاف نگاه اول، والدین باید برای کودک وقت بیشتری بگذارند، مثلاً در یادگیری نقاشی، توجه از دور به کودک کافی نیست باید از نزدیک نظارت و آموزش انجام شود. در رویکرد رشددهندگیِ بازی شاید بهتر باشد به دو نیمرویکرد هم اشاره شود :
بازی یک فرایند متفاوت از فرایند اصلی زندگی کودک است. کودک زندگی می کند، بازی هم یک فرایند پشتیبان است.
کلاً زندگی کودکانه، بازی است. در واقع باید ابزارها و امکاناتی را فراهم کرد تا زندگی کودکانه کودک تسهیل شود. مثل اسباب و لوازمی که برای تسهیل زندگی بزرگترها وجود دارد. مثل اتومبیل که برای تسهیل حمل و نقل بکار می رود یا پول برای تسهیل ارتباطات و دانشگاه و مدرسه برای تسهیل سیستم آموزش. در مورد کودک هم باید اینگونه باشد، باید ابتدا فرایندهای زندگی کودک شناخته شده، سپس ابزارهای لازم برای تسهیل این فرایندها طراحی و ساخته شود. این ابزارها نباید زندگی کودک را به یک سمت خاص سوق دهد و نیاز کاذب ایجاد کند.کودک نیاز ندارد یک اتومبیل اسباب بازی داشته باشد که فقط عقب و جلو برود، این جزء فرایند زندگی کودک نیست. رویکرد باید به گونه ای باشد که نگاه رشد دهنده اسباب بازی، فرایند زندگی کودکانه را تسهیل کند و کودک از زندگی لذت ببرد، راحت باشد، بیاموزد، رشد کند، نه اینکه یک ابزار کاذب تولید شود. کودک نیاز دارد ساختن و خراب کردن را تجربه کند، انرژی خودش را تخلیه کند، شاد باشد، تشویق شود، سیستم محرک و پاسخ را بیازماید، با مفهوم شانس آشنا شود، برای سوالات خود درباره دنیای پیرامون پاسخ درست و قابل قبول بگیرد، قوانین طبیعت مثل جاذبه، مغناطیس و الکتریسیته را با آزمایش و بصورت شناختی بفهمد. به عنوان یک مثال ساده فهمیدن این نکته که تخم مرغ خام نمی‌چرخد، و تشخیص تخم مرغ خام و پخته با فرایند چرخش برای کودک لذت بخش است. شاید رویکرد درست این است که زندگی کودکانه پربار، آرام، ساده، شاد، مفید و رشد دهنده شود.
برای بازی دو رویکرد وجود دارد:
یکی اینکه کودک برای آنکه مزاحم کار بقیه نشود، باید سرگرم شود.
یک رویکرد دوم هم وجود دارد که اصل حاکم بر آن این است که بازی، زندگی کودکانه است.
یک سری از مولفه های کودک باید رشد کند، بازی هم زندگی کودک است برای رسیدن به رشد و کمال. مشکلی که وجود دارد این است که فرد تا 30 سالگی، جدی زندگی نمی‌کند، در صورتیکه زندگی از لحظه تولد، جدی است. کودک باید از زمان تولد جدی زندگی کند و جدی گرفته شود، آنقدر که می تواند مسئولیت داشته باشد، آنقدر که می تواند در تصمیمات خود یا دیگران سهیم باشد. اسباب بازی نباید به معنی شوخی گرفتن زندگی کودک باشد وگرنه رویکرد سرگرمی تا آخر عمر ادامه پیدا می کند، کودک بزرگ می شود، اسباب بازیهایش هم بزرگ می شود، همه چیز برایش بازی قلمداد می شود، بازی در اینجا به معنی سرگرمی و سرگرمی همان لهو و لعبی است که در اسلام آمده است. بازی باید زندگی کودکانه باشد، اینکه پیامبر می فرماید وقتی سر و کارتان با کودکان می افتد باید مثل او رفتار کنید، یعنی مثل او کودکانه زندگی کنید، که این در زندگی امروزی بسیار سخت است. در گذشته همه کودکان با هم بازی می کردند و نیاز جدی به اسباب بازی وجود نداشت. کودک امروز در خانه اسیر است، بچگی نمی‌کند، فقط سرگرم است. نکته ای که باید به آن توجه کرد این است که بین بچگی کردن و سرگرم بودن تفاوت وجود دارد. کودک امروز با چیپس و پفک و لپ‌لپ سرگرم می شود. در واقع سر کار است. کودکان گذشته،کودکی جدی تری داشتند، مثلاً یک بچه 5 ساله فرفره می فروخت یا لواشکهایی که مادرش تهیه می کرد را در کوچه در بساطی که خودش ساخته بود، می فروخت. نیاز مالی مطرح نبود، فرایند خرید برایش لذت بخش بود. عروسک های امروزی هم با عروسک های گذشته فرق کرده است. کودکان قدیم خودشان برای عروسک خود لباس می دوختند، با سنگ و گل برای عروسکها خانه می‌ساختند. مادر امروزی یک عروسک با چندین نوع لباس می خرد و فقط لباس آن را عوض می کند، با این کار در واقع کودک خرید و استفاده را یاد می‌گیرد و نه تولید و ارزش‌آفرینی و در نهایت تجمل گرایی را به کودکان یاد می دهند.
خرمگس بازیهای ویدئویی امروزه از دو منبع سرچشمه می‌گیرند، که یکی از انها ماشین‌های سکه‌ای هستند. ماشین‌هایی که بصورت نیمه مکانیکی کار کرده و با انداختن سکه در آنها می‌توانستید از انها استفاده کنید. JukeBox که در سال ۱۹۴۸ به یکی از این ماشین‌های مهم و معمول تبدیل شد مثالی برای این سرچشمه است.
اما قبل از آن، PinBall را نباید از یاد ببریم. صنعت ماشین پینبال در سال ۱۹۳۲ با تولید ماشین Baffle Ball که توسط David Gottlieb به این عرصه وارد شده و به حدی گسترده شد.
پس از جنگ جهانی دوم، این ماشین وارد ژاپن شد. شرکتهایی مثل Michael Kogan آنرا در این کشور گسترش دادند. این شرکت یک شرکت یهودی بود که تجارت دستگاههای سرگرمی سکه‌ای را جهان گسترش داد. شرکتهایی مثل Sega Enterprice نیز کار خود را با ساخت دستگاههای سکه‌ای شروع کردند. بازیهای این دستگاهها جزء اولین بازیهای اکترونیکی بودند.
همچنین کشورهای آمریکا، آلمان و انگلیس نیز بین سالهای ۱۹۳۷ تا ۱۹۴۵ اولین کامپیوترهای الکترونیکی را طراحی کردند که می‌شود بعضی از مصرفهای انها را در این جرگه به حساب آورد.
اولین بازی الکترونیکی شناخته شده دستگاه Cathode-Ray Tube نام دارد که در سال ۱۹۴۸ توسط Thomas T. Goldsmith Jr. و Estle Ray Mann تهیه گردیده است. این دستگاه از vacuum tubes استفاده می‌کرد و برای شناخت و هدفگیری هدفها به کار می‌رفت که در نوع خود پیشرفت بزرگی به حساب می‌رفت.
برنامه‌هایی همچون Christopher Strachey و OXO نیز جزء اولین برنامه‌های سیمولاتور کامپیوتری بودند.
با این حال، اولین بازی واقعی کامپیوتری در سال ۱۹۵۸ و در تکنولوژی Oscilloscope تهیه شده است. ویلیام هگنباتوم ، این بازی را تهیه نمود و نام آن تنیس برای دو Tennis For Two بود.
این بازی در لابراتوار Brookhaven National Laboratory به نمایش گذاشته شد. این بازی به صورت ۲ نفره و بسیار ساده بود. نفر اول باید یک زاویه را انتخاب کرده و با کلید انرا به سمت دیگر بیندازد و نفر دوم نیز همینکار را نجام دهد.
تولد صنعت بخش اول
صنعت بازیهای کامپیوتری در دهه‌های ۶۰ و ۷۰ متولد شد، اما در این دهه گسترده نشد. در سال ۱۹۶۱، یک گروه جوان با نامهای Steve Russell, Wayne Witanen, and J. Martin Graetz که عضو کلوب Tech Model Railroad بودند و دانشجوی مدارس MIT، تصمیم گرفتند برنامه‌ای بنویسند که یک داستان را روایت کند. ساخت یک بازی ایدهٔ راشل بود. این پروژه یکسال بعد در سال به پایان رسید و Spacewar! نام گرفت. بازی از یک گوه و سوزن تشکیل شده بود که دو پلیر تا نابود کردن یکدیگر با هم دیگر می‌جنگیدند.
بازی (سرگرمی)
تعریف بازی:
فعالیتی که با میل و اختیار و باهدف سرگرمی و تفریح در اوقات فراغت انجام می شود، بازی نام دارد. بنابر این تعریف، بازی دارای ویژگی های زیر است:
بازی، فعالیتی اختیاری است.
کودک می تواند آن را به دلخواه خود رها کند و به فعالیت دیگری بپردازد.
بازی برای کودک خوشایند، لذت بخش و سرگرم کننده است.
بازی کودک سازماندهی، ساعت کار و وقت معین ندارد.
در بازی از کشمکش و پرخاش خبری نیست
.نگاه‌های موجود به بازی:
به طور کلی دو تصور نسبت به بازی وجود دارد
بازی برای سرگرمی و مشغول شدن کودک
یکی اینکه چون کودک مزاحم زندگی بزرگترهاست، بازی و اسباب بازی لازم است تا کودک را سرگرم کند. در زندگی امروزی غالباً هدف از بازی این است، در زندگی به سبک مدرنیسم هر ابزاری که به والدین کمک کند تا به برنامه های خود برسند، مفید تلقی می شود. منظور از برنامه، چیزهای ارزش زاست و ارزش، تولید پول است. برنامه هایی مثل کلاس رفتن، مدرک گرفتن، یادگیری، کار، کسب پول و خرج کردن آن، ایجاد رفاه، استراحت، ورزش و... ، ابزار این کار باید فراهم شود. کودک به هر نحوی باید مشغول شود تا والدین به کار خود برسند، به مهد کودک فرستاده شود، ساعتها به تماشای برنامه های تلویزیون بپردازد و ... ، یک نگاه به بازی این است.
بازی بستری برای بالندگی کودک
یک نوع نگاه هم این است که بازی و وسایل بازی باید کودک را رشد دهد، آموزنده باشد و باعث ارتقای کودک شوند. اتفاقا در این نوع نگاه برخلاف نگاه اول، والدین باید برای کودک وقت بیشتری بگذارند، مثلاً در یادگیری نقاشی، توجه از دور به کودک کافی نیست باید از نزدیک نظارت و آموزش انجام شود. در رویکرد رشددهندگیِ بازی شاید بهتر باشد به دو نیمرویکرد هم اشاره شود :
بازی یک فرایند متفاوت از فرایند اصلی زندگی کودک است. کودک زندگی می کند، بازی هم یک فرایند پشتیبان است.
کلاً زندگی کودکانه، بازی است. در واقع باید ابزارها و امکاناتی را فراهم کرد تا زندگی کودکانه کودک تسهیل شود. مثل اسباب و لوازمی که برای تسهیل زندگی بزرگترها وجود دارد. مثل اتومبیل که برای تسهیل حمل و نقل بکار می رود یا پول برای تسهیل ارتباطات و دانشگاه و مدرسه برای تسهیل سیستم آموزش. در مورد کودک هم باید اینگونه باشد، باید ابتدا فرایندهای زندگی کودک شناخته شده، سپس ابزارهای لازم برای تسهیل این فرایندها طراحی و ساخته شود. این ابزارها نباید زندگی کودک را به یک سمت خاص سوق دهد و نیاز کاذب ایجاد کند.کودک نیاز ندارد یک اتومبیل اسباب بازی داشته باشد که فقط عقب و جلو برود، این جزء فرایند زندگی کودک نیست. رویکرد باید به گونه ای باشد که نگاه رشد دهنده اسباب بازی، فرایند زندگی کودکانه را تسهیل کند و کودک از زندگی لذت ببرد، راحت باشد، بیاموزد، رشد کند، نه اینکه یک ابزار کاذب تولید شود. کودک نیاز دارد ساختن و خراب کردن را تجربه کند، انرژی خودش را تخلیه کند، شاد باشد، تشویق شود، سیستم محرک و پاسخ را بیازماید، با مفهوم شانس آشنا شود، برای سوالات خود درباره دنیای پیرامون پاسخ درست و قابل قبول بگیرد، قوانین طبیعت مثل جاذبه، مغناطیس و الکتریسیته را با آزمایش و بصورت شناختی بفهمد. به عنوان یک مثال ساده فهمیدن این نکته که تخم مرغ خام نمی‌چرخد، و تشخیص تخم مرغ خام و پخته با فرایند چرخش برای کودک لذت بخش است. شاید رویکرد درست این است که زندگی کودکانه پربار، آرام، ساده، شاد، مفید و رشد دهنده شود.
برای بازی دو رویکرد وجود دارد:
یکی اینکه کودک برای آنکه مزاحم کار بقیه نشود، باید سرگرم شود.
یک رویکرد دوم هم وجود دارد که اصل حاکم بر آن این است که بازی، زندگی کودکانه است.
یک سری از مولفه های کودک باید رشد کند، بازی هم زندگی کودک است برای رسیدن به رشد و کمال. مشکلی که وجود دارد این است که فرد تا 30 سالگی، جدی زندگی نمی‌کند، در صورتیکه زندگی از لحظه تولد، جدی است. کودک باید از زمان تولد جدی زندگی کند و جدی گرفته شود، آنقدر که می تواند مسئولیت داشته باشد، آنقدر که می تواند در تصمیمات خود یا دیگران سهیم باشد. اسباب بازی نباید به معنی شوخی گرفتن زندگی کودک باشد وگرنه رویکرد سرگرمی تا آخر عمر ادامه پیدا می کند، کودک بزرگ می شود، اسباب بازیهایش هم بزرگ می شود، همه چیز برایش بازی قلمداد می شود، بازی در اینجا به معنی سرگرمی و سرگرمی همان لهو و لعبی است که در اسلام آمده است. بازی باید زندگی کودکانه باشد، اینکه پیامبر می فرماید وقتی سر و کارتان با کودکان می افتد باید مثل او رفتار کنید، یعنی مثل او کودکانه زندگی کنید، که این در زندگی امروزی بسیار سخت است. در گذشته همه کودکان با هم بازی می کردند و نیاز جدی به اسباب بازی وجود نداشت. کودک امروز در خانه اسیر است، بچگی نمی‌کند، فقط سرگرم است. نکته ای که باید به آن توجه کرد این است که بین بچگی کردن و سرگرم بودن تفاوت وجود دارد. کودک امروز با چیپس و پفک و لپ‌لپ سرگرم می شود. در واقع سر کار است. کودکان گذشته،کودکی جدی تری داشتند، مثلاً یک بچه 5 ساله فرفره می فروخت یا لواشکهایی که مادرش تهیه می کرد را در کوچه در بساطی که خودش ساخته بود، می فروخت. نیاز مالی مطرح نبود، فرایند خرید برایش لذت بخش بود. عروسک های امروزی هم با عروسک های گذشته فرق کرده است. کودکان قدیم خودشان برای عروسک خود لباس می دوختند، با سنگ و گل برای عروسکها خانه می‌ساختند. مادر امروزی یک عروسک با چندین نوع لباس می خرد و فقط لباس آن را عوض می کند، با این کار در واقع کودک خرید و استفاده را یاد می‌گیرد و نه تولید و ارزش‌آفرینی و در نهایت تجمل گرایی را به کودکان یاد می دهند.