Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Эффектом Доплера называют изменение частоты волн, воспринимаемых наблюдателем (приемником волн), вслед­ствие относительного движения источника волн и наблюда­теля





Представим себе, что наблюдатель приближается со скоростью ин к неподвижному относительно среды источнику волн. При этом он встречает за один и тот же интервал времени больше волн, чем при отсутствии движения. Это означает, что воспринимаемая час­тота v' больше частоты волны, испускаемой источником. Но так как длина волны, частота и скорость распространения волны связаны соотношением

 

Другой случай: источник волн И движется со скоростью ии к не­подвижному относительно среды наблюдателю (рис. 5.23, а). Так как источник движется вслед за испускаемой волной, то длина вол­ны будет меньше, чем при неподвижном источнике. В самом деле, длина волны равна расстоянию между двумя точками с разностью фаз 2л. За время Т, равное одному периоду, волна распространится на расстояние X (рис. 5.23, б), источник волн переместится на рас­стояние АВ = v Т. Фазы точек В и С при этом различаются на 2тс; следо­вательно, расстояние между ними равно длине волны X', образуемой при движении источника излуче­ния. Используя рис. 5.23 и зная, что

 

 

Эффект Доплера можно использовать для определения скорос­ти движения тела в среде. Для медицинских применений это име­ет особое значение. Рассмотрим подробнее такой случай.

Пусть генератор ультразвука совмещен с приемником в виде некоторой технической системы (рис. 5.24). Техническая система неподвижна относительно среды. В среде со скоростью v0 движет­ся объект (тело). Генератор излучает ультразвук с частотой vr. Движущимся объектом, как наблюдателем, воспринимается час­тота Vj, которая может быть найдена по формуле (5.57):

 

 

где v — скорость распространения механической волны (ультра­звука).


Ультразвуковая волна с частотой v1 отражается движущимся объектом в сторону технической системы. Приемник воспринима­ет уже другую частоту (эффект Доплера), которую можно выра­зить, используя формулу (5.59)

 

 

 

и называется доплеровским сдвигом частоты.



В медицинских приложениях скорость ультразвука значитель­но больше скорости движения объекта (). Для этих случаев из (5.64) имеем

 

 

Эффект Доплера используется для определения скорости кро­вотока, скорости движения клапанов и стенок сердца (доплеровская эхокардиография) и других органов.

Акустика

В узком смысле слова под акус­тикой понимают учение о звуке, т. е. об упругих колебаниях и волнах в газах, жидкостях и твердых телах, воспринимаемых человеческим ухом (частоты от 16 до 20 000 Гц).

Природа звука

и его физические характеристики

Звуковые колебания и волны — частный случай механических колебаний и волн. Однако в связи с важностью акустических по­нятий для оценки слуховых ощущений, а также и в связи с меди­цинскими приложениями, целесообразно некоторые вопросы ра­зобрать специально.

Принято различать следующие звуки: 1) тоны, или музыкаль­ные звуки; 2) шумы; 3) звуковые удары.

Тоном называется звук, являющийся периодическим про­цессом. Если этот процесс гармонический, то тон называется простым или чистым. Основной физической харак­теристикой чистого тона является частота. Ангармоническому1 колебанию соответствует сложный тон. Простой тон издает, на­пример, камертон, сложный тон создается музыкальными инст­рументами, аппаратом речи (гласные звуки) и т. п.

Сложный тон может быть разложен на простые. Наименьшая частота v0 такого разложения соответствует основному тону, остальные гармоники (обертоны) имеют частоты, равные 2v0, 3v0 и т. д. Набор частот с указанием их относительной интенсивнос­ти (или амплитуды А) называется акустическим спектром . Спектр сложного тона линейчатый; на рис. 6.1 показа­ны акустические спектры одной и той же ноты (v0 = 100Гц), взя­той на рояле (а) и кларнете (б). Таким образом, акустический спектр — важная физическая характеристика сложного тона.





Дата добавления: 2013-12-13; Просмотров: 551; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.013 сек.