Виды звука. Физические характеристики звуков

Энергия волны. Поток энергии волн. Вектор Умова.

ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА. ЕГО МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.

Эффектом Доплера называется изменение волн, воспринимаемых наблюдателем, вследствие относительного движения источника волн и наблюдателя.

Если Vи-скорость движения источника волн,

Vн -скорость движения наблюдателя,

V-скорость распространения волны.

Длина волны, скорость и частота связаны соответствием:!длина волны =V/ню!, то частота, воспринимаемая наблюдателем, при сближении с источником волн:!Ню'=(V+Vн/V-Vн)*Ню!, т е.она,бльше испускаемой. При удалении источника от наблюдателя:!Ню''=(V-Vн/V+Vн)*НЮ! воспринимаемая частота меньше испускаемой. Это свойство нашло применение в медико-биологических исследованиях. Например, для определения скорости течения крови, скорости движения клапанов и стенок сердца.

Ультразвуковая волна частотой НЮr и скоростью V направляется на движущийся объект воспринимается технической системой(приемником). Приемник принимает из-за эффекта Доплера уже другую частоту!

Ню пр = (V+Vo/V-Vo)*НЮr так как скорость ультразвука V>>Vo. (скорость движения исследуемогообъекта, то!Ню2=2Vo*НЮi/V! -доплеровский сдвиг частоты.

Волновой процесс связан с распределением энергии. Количественной Характеристикой перенесенной энергии является поток энергии(ф).

1) ф=dE/dt

dE- энергия, переносимая волнами через некоторую поверхность

dt - время, в течение которого эта энергия перенесена. [ Ф]= Дж/с=Вт- единица измерения потока энергии;

С другой стороны:

2) ф=Wр *S*V

Wp=dE/dv - объемная плотность энергии, колебательного движения, Sv- объем некоторого пространства. v - скорость волны; S- площадь поверхности, которую она пересекает при!V(->) _|_ S!.

Плотность потока энергии (I) - поток энергии приходящийся на единицу площади в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны:!I=Ф/S=Wp*V; [I]=Вт/м^2! размерность

Вектор Умова I(->)=Wp*V(->) показывает направление распространение волны и равен потоку энергии волн проходящему через единицу площади в перпендикулярно этому направлению.

I=(p*A^2*W^2/2)*V(->) – вектор Умова

p -плотность среды;

А - амплитуда колебания частиц;

W - частота колебаний;

V - скорость волны.

Звук - механические волны, распространяюищеся в упругой среде частотой от 20-20000Гц.

Принято различать:

1)тоны или музыкальные звуки

2)шумы;

3)звуковые удары

1.Тон-звук, являющиеся периодическим процессом. Если он гармонический (изменяется по законусинуса или косинуса), то он называется простым (чистым). Гармонический спектр дискретен

2. В отличие от муз. Звуков шумы не носят периодический характер. Гармонический спектр сплошной.

3. Кратковременные непериодические звуковые колебания большой амплитуды

Физ. характеристика звука:

а) амплитуда

б) частота

в) гармонический спектр

Сложный тон можно разложить на простые.

Наименьшая частота является основной Vо (амплитуда ее наибольшая). Остальные гармоники имеют частоты кратные основной. Дальше график зависимости. по горизонтали t, вертик А

По мере возрастания частоты амплитуда убывает.

Набор частот с указанием их относительной интенсивности (амплитуды -А) называется гармоническим сектором сложного тока, он линейчатый.

Шум- звук, со сложной,неповторяющейся временной зависимостью.

эвуковой удар – кратковременные звуковые воздействия - хлопок, взрыв.

Энергетической характеристикой является интенсивность - Вектора Умова

I(->)= (W^2*р*А^2/2)*U(стрелка вектора)

w-частота волны

р - плотностьь среды

А - амплитуда волны

V – скорость

Дата добавления: 2014-12-26