Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Предмет физики. Ее задачи. Звук, его характеристики.



Предмет физики. Ее задачи. Звук, его характеристики.

I. Физика - наука о свойствах и формах существования материи.

Биофизика - медико-биологическая наука, изучающая физические процессы и явления в живых системах, в том числе при различных внешних воздействиях.

 

I. Звук, его характеристика.

Акустика - это наука о получении, распространении и свойствах механических волн и взаимодействии этих волн с физическими и биофизическими объектами.

 

Виды акустики:

1. Техническая — исследует получение и распределение звука, разрабатывает методы звуковых исследований.

2. Архитектурная - исследует вопросы получения хорошей слышимости или зашиты помещений (например, от шумов).

3. Биологическая - исследует получение и применение звука живыми организмами.

4. Медицинская - исследует физику и биофизику слуха и речи, возможности применения звука для диагностики и лечения. При этом следует различать применение слышимого звука и ультразвука.

 

Основные задачи медицинской акустики:

- разработка гигиенических норм использования звука в науке и промышленности;

- разработка звуковых методов диагностики и лечения;

- разработка ультразвуковых методов диагностики и лечения.

Звук как физическое явление.

Звук - разновидность механических колебаний, распространяемых в упругих средах преимущественно в виде продольных волн. В вакууме звук не распространяется.

Звуковая волна - механическое возмущение, распространяемое в упругой среде.

Звуковые колебания - механические колебания условных частиц среды.

Условные частицы - объемы среды, которые достаточно малы по сравнению с длинной волны.

Звуковое поле - часть пространства, в котором распространяется звуковая волна.

Классификация звуковых волн:

1. По частоте

- инфразвук (v < 16Гц)

- слышимый звук (16Гц < v < 20000Гц)

- ультразвук (20000Гц < v <100МГц)

- гиперзвук (v > 100МГц)

(все границы условны)

Инфразвук, ультразвук и гиперзвук не воспринимаются слуховым анализатором.

 

1. По направлению смещения частиц среды:

 

- Продольные - это волны, у которых колебания частиц среды происходят вдоль направления распространения волны.

 

 

 

- Поперечные — это волны, в которых колебания частиц среды происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.

 

В жидкостях и газах упругие силы возникают только при изменении объема, в них образуются только продольные волны.

В твердых телах упругие силы возникают как при изменении объема, так и при изменении формы, в них образуются как продольные, так и поперечные волны, причем скорость продольных волн больше скорости поперечных волн примерно в половину.

 

3. По форме колебаний:

-
гармонические - графиком является периодическая синусоидальная кривая.

 

-
негармонические - график - периодическая несинусоидальная кривая.

Особенностью негармонических спектров является то, что их можно представить математически и графически в виде суммы конечного или бесконечного числа простых по частоте синусоид, колеблющихся с равной амплитудой – гармонический спектр.


 

II. Основные характеристики звуковой волны.

 

1. Амплитуда (А или Xmax[м]) - это максимальное отклонение колеблющейся точки то положения равновесия.

2. Период (Т [с]) - время одного полного колебания частиц среды.

3. Частота (v [ Гц]) - число полных колебаний за единицу времени, это величина обратная периоду.

n- число колебаний;

t - время колебаний.

4.
Длина волны (λ [м]) - расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющихся в одинаковой фазе, или расстояние, на которое распространяется волна за один период.

5. Скорость звуковой волны (υ [м/с]) - это отношение пути, пройденного звуковой волной ко времени прохождения этого пути. Скорость зависит от агрегатного состояния среды и от температуры.

υ = S/t = λ/T = λ·ν

 

IV. Виды физического воздействия УЗ

И их характеристика.

1. Тепловое – обусловлено поглощением УЗ в среде, в результате чего выделяется тепло, то есть механическая энергия УЗ волны переходит в тепловую. Это обусловлено:

– периодическим сжатием участков среды;

– трением частиц среды, особенно выраженном на границе раздела;

– поглощением УЗ средой;

Так как поглощение УЗ различно различными средами, то и выделение тепла не будет одинаковым. При jУЗ = 5 Вт/см2 и t = 1 мин. Температура мышц повышается на 1 0С, а костного мозга на 5 0С.

Сравнительно много тепла выделяется на границе мягких тканей и кости. Ткани со сложной структурой более чувствительны, чем однородные.Локальный нагрев ткани на доли градусов увеличивает жизнедеятельность биологических объектов, интенсивность процессов обмена. Длительное воздействие приводит к перегреву.

 

2. Механическое – обусловлено переменным давлением, возникающим в среде при прохождении УЗ.Перепады давления приводят в колебательное движение частицы среды, что обуславливает его «дробящее» действие и более равномерное распределение частиц по всему объёму (приготовление эмульсий, аэрозолей и т.п.).При распространении УЗ высокой интенсивности в жидкости в момент разрежения (УЗ – продольная волна) происходит микроразрыв жидкости – то есть образуется полость, в которую устремляются растворённые в жидкости газы и пары самой жидкости (образуется кавитационный пузырёк). В момент сжатия происходит захлопывание пузырьков. При этом создаются кратковременные (t » 10-6 с) импульсы давления (r » 108 Па и более). Они способны разрушить весьма прочные материалы (применяется в хирургии для резки и сварки тканей). Захлопывание пузырьков сопровождается адиабатным нагревом газа в пузырьке и его ионизацией. Кавитация происходит при j ³ 8 кВт/м2.

Ещё одно механическое воздействие УЗ волн – возникновение

акустических потоков – звуковой ветер. С их помощью перемешиваются

жидкости.

 

3. Физико-химическое – тесно связано с явлением кавитации, так как в кавитационных пузырьках кроме больших давлений возникают электрические потенциалы, что приводит, в частности, к образованию свободных радикалов и атомарного водорода в воде.Под действием УЗ происходят процессы окисления в некоторых растворах, а также ускоряются различные химические процессы (звуковая химия).

 

 

Предмет физики. Ее задачи. Звук, его характеристики.

I. Физика - наука о свойствах и формах существования материи.

Биофизика - медико-биологическая наука, изучающая физические процессы и явления в живых системах, в том числе при различных внешних воздействиях.

 






Читайте также:

  1. D. Правоспособность иностранцев. - Ограничения в отношении землевладения. - Двоякий смысл своего и чужого в немецкой терминологии. - Приобретение прав гражданства русскими подданными в Финляндии
  2. I. Наименование создаваемого общества с ограниченной ответственностью и его последующая защита
  3. I. ПРЕДМЕТ ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ НАУКИ.
  4. I. Ультразвук. Его виды. Источники ультразвука.
  5. I. Характер отбора, лежавшего в основе дивергенции
  6. I.2. Превентивная психология: предмет, специфика, область применения.
  7. I.6. Педагогика как учебный предмет и задачи профессионального
  8. II. Вычленение первого и последнего звука из слова
  9. II. Однородные члены предложения могут отделяться от обобщающего слова знаком тире (вместо обычного в таком случае двоеточия), если они выполняют функцию приложения со значением уточнения.
  10. II. ПОЛИТИЧЕСКАЯ МЫСЛЬ ДРЕВНЕГО ЕГИПТА (по источнику «ПОУЧЕНИЕ ГЕРАКЛЕОПОЛЬСКОГО ЦАРЯ СВОЕМУ СЫНУ МЕРИКАРА»
  11. II.1. Общая характеристика отклоняющегося поведения несовершеннолетних.
  12. III. Предмет, метод и функции философии.


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-17; Просмотров: 121; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.11 с.) Главная | Обратная связь