Механические колебания и волны. Акустика

Периодические механические
процессы в живом

Примеры :
Дыхательные движения грудной клетки;
Содержание двуокиси углерода в крови;
Ритмические сокращения сердца;
Кровенаполнение

Механическая волна. Уравнение волны

Механическая волна-это распространение механических колебаний в упругой среде

Волновое

Бегущая волна переносит энергию.

Условие существования волны:
Упругая среда
Инерция

Пример: Волна давления

Поток энергии и
интенсивность волны

Энергетические характеристики волны:

или

-это физическая величина, равная потоку энергии волны через единицу площади,

Вектор Умова

Вектор Умова – это вектор плотности потока энергии волны, направленный

Акустика
это раздел физики, изучающий механические колебания и волны от самых низких

Область звукового восприятия, звуки сердца и механические колебания инфразвуковой частоты, сопровождающие

Звук
это механические колебания, распространяющиеся в форме продольной волны и имеющие частоту,

Виды звуковых колебаний
Тон – звук, являющийся периодическим процессом (если процесс гармонический

Акустический спектр

Чистый тон

Сложный тон

А

ν

Шум

Спектр сплошной

Линейчатый

Спектр

обертон

ν - min
A - max

1. Частота
ν = 16 – 20000 Гц
Пример: тоны сердца до 800

3. Звуковое давление

4. Интенсивность звука

5. Уровень интенсивности

Z – акустический импеданс (характеризует

Скорость звука в различных средах и акустические сопротивления сред

Слышимость на разных частотах

Характеристики слухового ощущения (субъективные)

Высота
Тембр
Громкость

Частота
Акустический спектр
Уровень
интенсивности

Высота
Тембр
Громкость

Рояль

Кларнет

Одна и та же нота:

Психофизический закон
Вебера - Фехнера

Если раздражение (I) увеличивать в геометрической прогрессии

на ν = 1 кГц k = 10

1 фон =

Кривые равной громкости

Аудиометрия
- метод измерения остроты слуха
на пороге слышимости

Аудиограммы: a – воздушное проведение норма;
в – воздушное проведение при

Физические основы звуковых методов исследования в клинике

Перкуссия
Аускультация
Фонокардиография

Фонендоскоп

Функциональные систолические шумы при аускультации. А. При нормальных условиях кровь течет

Фонокардиограмма (a) и электрокардиограмма (б) (отметка времени – 0,02 секунды)

3. Фонокардиография

Ультразвук

Ультразвук (УЗ)
механические колебания и волны с частотой более 20 кГц.
Верхний

Особенности распространения
УЗ в среде
1. УЗ - волна является продольной.
2. Лучевой

Источники и приёмники УЗ

УЗ излучатели:
Электромеханический
Обратный пьезоэлектрический эффект –
механическая деформация под действием

Приёмники УЗ

Приёмники УЗ

Прямой пьезоэлектрический эффект –
возникновение переменного электрического поля под действием

Методы получения эхокардиограмм

Эхограмма левого желудочка здорового человека

Эффект Доплера и его использование в медико-биологических исследованиях

Доплер Христиан (1803-1853) -

При сближении источника и наблюдателя – верхние знаки,
при удалении –

Источник звука неподвижен

Источник звука приближается к уху

Источник звука удаляется от уха

Когда звук отражается от движущегося объекта, частота отраженного сигнала изменяется. Происходит

Эффект Доплера используется для определения:
• скорости движения тела в среде,
•

Благодаря аппарату Доплера гинеколог, ведущий беременность, делает вывод о том, есть

Спектральный допплер позволяет выявить 2 типа течения крови: ламинарное и турбулентное.