 |
Виды звуковых волн и их характеристика.
|
|
|
|
ЯГМА
Медицинская физика
Педиатрический факультет
Курс
Семестр
Лекция № 4
«Медицинская акустика»
Составил:
Бабенко Н.И.
2010 г.
1. Акустика и её виды. Медицинская акустика, её разделы и задачи.
Дословно "акустика" переводится как учение о слухе. Современное определение термина "акустика" следующее:
Акустика - это наука о получении, свойствах и распространении механических волн в различных средах и взаимодействии этих волн с физическими и биологическими объектами.
Акустика состоит из следующих разделов:
· общая акустика, изучает наиболее общие вопросы, связанные с получением и распространением звука, методами звуковых измерений.
· архитектурная акустика, изучает звуковые явления с точки зрения получения хорошей слышимости и речи в разных помещениях, или защиты помещений от нежелательных звуков.
· техническая акустика, изучает практическое применение звука в разных областях техники.
· биологическая акустика, изучает получение и применение звука живыми организмами (летучие мыши, рыбы, дельфины).
· медицинская акустика, изучает физику и биофизику слуха и речи, условия и особенности восприятия звука человеком, применение звука для диагностики заболеваний и их лечения.
Применение акустики в медицине включает в себя практическое использование свойств слышимого звука и ультразвука:
Основными задачами медицинской акустики являются:
· изучение звуковых явлений, возникающих при работе сердца;
· разработка методов диагностики заболеваний при помощи звука и ультразвука;
· разработка звуковых методов лечения;
· разработка гигиенических норм и норм безопасного использования звука в промышленности, медицине и народном хозяйстве.
|
|
|
Вук как физическое явление.
Виды звуковых волн и их характеристика.
Звук - это механические колебания, которые распространяются в упругой материальной среде преимущественно в виде продольных волн.
B вакууме звук не распространяется, так как для передачи звука необходима материальная среда и механический контакт между собой частиц материальной среды.
В среде звук распространяется в виде звуковых волн. Звуковые волны представляют собой механические колебания, которые передаются в среде при помощи её условных частиц. Под условными частицами среды понимают её микрообъёмы.
Основные физические характеристики акустической волны:
1. Частота.
Частота звуковой волны - это величина,равная числу полных колебаний в единицу времени. Обозначается символом v (ню)и измеряетсяв герцах. 1 Гц =1 кол/сек = [ с-1 ].
Шкала звуковых колебаний делится на следующие частотные интервалы:
· инфразвук (от 0 до 16 Гц);
· слышимый звук (от 16 до 16 000 Гц);
· ультразвук (свыше 16 000 Гц).
С частотой звуковой волны тесно связана обратная величина – период звуковой волны. Период звуковой волны - это время одного полного колебания частиц среды. Обозначается Т и измеряется в секундах [ с ].
2. Направление колебаний условных частиц среды.
По направлению колебаний частиц среды, переносящих звуковую волну, звуковые волны делятся на:
· продольные;
· поперечные.
У продольных волн направления колебаний частиц среды совпадает с направлением распространения в среде звуковой волны (Рис. 1).
У поперечных волн направления колебаний частиц среды перпендикулярны направлению распространения звуковой волны (Рис. 2).
 | |||
 | |||
Рис. 1 Рис. 2
Продольные волны распространяются в газах, жидкостях и твердых телах. Поперечные - только в твердых телах.
|
|
|
3. Форма колебаний.
По форме колебаний звуковые волны делятся на:
· простые волны;
· сложные волны.
Графиком простой волны является синусоида.
Графиком сложной волны является любая периодическая несинусоидальная кривая.
4. Длина волны.
Длина волны - величина, равная расстоянию, на которое распространяется звуковая волна за время, равное одному периоду. Обозначается λ (лямбда) и измеряется в метрах (м), сантиметрах (см), миллиметрах (мм), микрометрах (мкм).
Длина волны зависит от среды, в которой распространяется звук.
5. Скорость звуковой волны.
Скорость звуковой волны - это скорость распространения звука в среде при неподвижном источнике звука. Обозначается символом v, вычисляется по формуле:
Скорость звуковой волны зависит от вида среды и температуры. Наибольшая скорость звука в твёрдых упругих телах, меньше - в жидкостях, и самая малая - в газах.
Примеры:
воздух,нормальное атмосферное давление, температура - 20 градусов, v = 342 м/с;
вода, температура 15-20 градусов, v = 1500 м/с;
металлы, v = 5000-10000 м/с.
Скорость звука в воздухе с увеличением температуры на 10 градусов возрастает примерно на 0,6 м/с.
|
|
|
