АКУСТИКА


The Presentation inside:

Slide 0

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 Звуковые явления чрезвычайно важны для медицины, особенно для оценки слуховых ощущений.


Slide 1

ПРИРОДА ЗВУКА. ТОНЫ И ШУМЫ. ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКА И ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛУХОВОГО ОЩУЩЕНИЯ.


Slide 2

Звуковыми волнами или просто звуком принято называть упругие волны, воспринимаемые человеческим ухом. Диапазон звуковых частот от 20 Гц до 20 кГц Волны с частотой менее 20 Гц называются инфразвуком, а с частотой более 20 кГц – ультразвуком. Скорость распространения звуковых волн в воздухе – .


Slide 3

Акустическим спектром называют набор частот колебаний, присутствующих в данном звуке. Если в звуке присутствуют колебания всех частот от до то такой звук называется шумом.


Slide 4

Тоном называется звук, который представляет собой колебания одной частоты – простой тон, либо звук, имеющий линейчатый спектр – сложный тон. Относительные интенсивности гармоник в спектре звуковых волн, испускаемых камертоном (1), пианино (2) и низким женским голосом (альт) (3) (f1 = 220 Гц). По оси ординат отложены относительные интенсивности .


Slide 5

Наименьшая частота, присутствующая в акустическом спектре, называется основной частотой – ?0; остальные частоты – обертоны основного тона. Камертон Тон характеризуется: основной частотой, амплитудой, акустическим спектром, а также величинами, характеризующими звуковую волну: силой звука звуковым давлением.


Slide 6

Сила звука – это энергия, переносимая распространяющейся звуковой волной через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно направлению распространения волны, за единицу времени. Единица измерения силы звука в системе Си:


Slide 7

Звуковая волна состоит из чередующихся областей сгущения и разряжения среды. В каждой точке, через которую проходит волна, давление колеблется около среднего значения с амплитудой ?Р, которая связана с силой звука соотношением: Давление в области сгущения больше, а в области разряжения меньше среднего давления среды Р0.


Slide 8

ВЫСОТА, ГРОМКОСТЬ, ТЕМБР ЗВУКА. ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ШКАЛА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ЗВУКА И ГРОМКОСТИ


Slide 9

Воспринимаемые звуки человек различает по : высоте, тембру, громкости. Частота колебаний оценивается ухом как высота звука. Чем больше частота колебаний, тем больше высота воспринимаемого звука. Тембр – это качественная характеристика слухового ощущения, зависящая от акустического спектра звука. Под громкостью понимают уровень слухового ощущения. Громкость тем больше, чем больше сила звука.


Slide 10

Ухо человека имеет наибольшую чувствительность к звукам частотой от 1000 до 4000 Гц. Порог слышимости – наименьшая сила звука J0, при которой возникает едва различимое слуховое ощущение. Порог слышимости составляет в среднем для 1000 Гц. При интенсивностях порядка волна перестает восприниматься как звук, вызывая в ухе лишь ощущение боли и давления. Значение силы звука, при котором это происходит, называется порогом болевого ощущения.


Slide 11

J Вт/м Порог слышимости Порог болевого ощущения 2 ? 20 20кГц 1кГц


Slide 12

Наше ухо может воспринимать звуки, отличающиеся по силе в 1013 раз, и не чувствительно к малым, изменениям силы звука. Уровни силы звука логарифмической шкалы определяются величиной: Единица уровня логарифмической шкалы называется белом (Б). 1 бел соответствует силе звука Пользуются также единицей в 10 раз меньшей бела и называемой децибелом 1Б=10дБ


Slide 13

J Вт/м 20 40 60 8 80 100 120 Порог слышимости Порог боли дБ 2 20 1000Гц 20кГц


Slide 14

ЗАКОН Вебера – Фехнера При увеличении раздражения в геометрической прогрессии ощущение раздражения возрастает в арифметической прогрессии: аJ0, а2J0, а3J0 L0, 2L0, 3L0. Громкость звука пропорциональна интенсивности звука, выраженной в белах или децибелах:


Slide 15

J Вт/м 20 40 60 8 80 100 120 L Порог слышимости Порог боли дБ фон 2 2 120 100 80 60 40 20 20 1000 ?


Slide 16

График зависимости восприятия звука от его интенсивности, частоты колебаний и давлений.


Slide 17

ЗВУКОВЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В КЛИНИКЕ


Slide 18

В клинике используют следующие звуковые методы исследования: АУСКУЛЬТАЦИЯ – прослушивание дыхательных шумов и хрипов, характерных для заболевания. ФОНОКАРДИОГРАФИЯ – графическая регистрация тонов и шумов сердца. ПЕРКУССИЯ – метод исследования, при котором выслушивают звучание отдельных частей тела при их простукивании. Перкуторный метод выявления асцита.


Slide 19

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ


Slide 20

Ультразвуковые волны – это механические волны с частотой более 20 000 Гц. Для возбуждения ультразвука используются 2 явления: ОБРАТНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ МАГНИТОСТРИКЦИЯ


Slide 21

+ + + _ _ _ _ _ _ + + + + _ E E _ + E пер ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПРЯМОЙ ОБРАТНЫЙ


Slide 22

Получение ультразвука базируется на обратном пьезоэлектрическом эффекте. Для получения ультразвука используются специальные преобразователи — трансдьюсеры, которые превращают электрическую энергию в энергию ультразвука. Эффект состоит в том, что если к определенным материалам (пьезоэлектрикам) приложить электрическое напряжение, то произойдет изменение их формы.


Slide 23

Если к пьезоэлементу приложить быстропеременный ток, то элемент начнет с высокой частотой сжиматься и расширяться (т.е. колебаться), генерируя ультразвуковое поле. Детектирование отраженных сигналов базируется на прямом пьезоэлектрическом эффекте. Возвращающиеся сигналы вызывают колебания пьезоэлемента и появление на его гранях переменного электрического тока. В этом случае пьезоэлемент функционирует как ультразвуковой датчик.


Slide 24

Ультразвуковая волна имеет малую длину волны Характерным свойством ультразвуковой волны высокой частоты является: поэтому распространяется прямолинейно в форме продольных волн. интенсивное поглощение, отражение от воздушной среды. При действии магнитного поля ферромагнитные вещества слегка деформируются. Поместив, ферромагнитный стержень в переменное магнитное поле, частота которого больше 20 кГц, можно возбудить его механические колебания той же частоты. В результате в окружающей среде возникает ультразвуковая волна.


Slide 25

ДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАЗВУКА НА ВЕЩЕСТВО


Slide 26

При значительной мощности ультразвук вызывает разрушение структуры вещества. Биологическое действие ультразвука определяется главным образом его интенсивностью и длительностью воздействия. При небольшой интенсивности ультразвука от 1 до 11 возникающие механические колебания частиц производят микромассаж тканей, способствующий улучшению обмена веществ и снабжения тканей кровью и лимфой. Действие ультразвуковых волн на вещество основано на деформациях, происходящих в нем, вследствие поочередного сгущения и разряжения его частиц.


Slide 27

При поглощении ультразвука в биообъектах происходит преобразование акустической энергии в тепловую. В результате локального нагрева тканей на доли и единицы градусов повышается проницаемость мембран, и как следствие происходит ускорение процессов обмена веществ.


Slide 28

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКА В МЕДИЦИНЕ


Slide 29

Ультразвук в медицине используют для ДИАГНОСТИКИ, ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ, УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ХИРУРГИИ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В МЕДИЦИНСКОЙ И ЛАБОРАТОРНОЙ ПРАКТИКИ.


Slide 30

ВОПРОСЫ?


×

HTML:





Ссылка: