Звуковые волны Скачать
презентацию
<<  Звуковые волны физика Звуковые волны физика 9 класс  >>
Механические волны
Механические волны
План лекции
План лекции
Механические волны
Механические волны
Схема распространения волны
Схема распространения волны
Характеристики волны
Характеристики волны
Фазовая и групповая скорости
Фазовая и групповая скорости
Дифференциальное уравнение волны
Дифференциальное уравнение волны
Длина волны
Длина волны
Поток энергии волн
Поток энергии волн
Объемная плотность энергии
Объемная плотность энергии
Плотность потока энергии (интенсивность)
Плотность потока энергии (интенсивность)
Вектор Умова
Вектор Умова
Физические основы биологической акустики
Физические основы биологической акустики
Энергетическая характеристика звука
Энергетическая характеристика звука
Звуковое или акустическое давление
Звуковое или акустическое давление
Связь интенсивности и акустического давления
Связь интенсивности и акустического давления
Виды звуков
Виды звуков
Объективные характеристики звука
Объективные характеристики звука
Акустические спектры
Акустические спектры
Звук как психофизическое явление
Звук как психофизическое явление
Характеристики слухового (субъективного) ощущения
Характеристики слухового (субъективного) ощущения
Уровень интенсивности
Уровень интенсивности
Порог слышимости
Порог слышимости
Закон Вебера – Фехнера (1858г)
Закон Вебера – Фехнера (1858г)
Громкость и интенсивность
Громкость и интенсивность
Кривые равной громкости
Кривые равной громкости
Громкость звука Е
Громкость звука Е
Примеры
Примеры
Звуковые методы в медицине
Звуковые методы в медицине
Аускультация
Аускультация
Перкуссия – выслушивание звучания отдельных частей тела
Перкуссия – выслушивание звучания отдельных частей тела
Диагностика органов слуха
Диагностика органов слуха
Аудиограммы
Аудиограммы
Биофизика ультразвука
Биофизика ультразвука
Получение ультразвуковых колебаний
Получение ультразвуковых колебаний
Обратный пьезоэффект
Обратный пьезоэффект
Прямой пьезоэффект
Прямой пьезоэффект
Особенности распространения УЗ
Особенности распространения УЗ
Глубина полупоглощения
Глубина полупоглощения
Преломление и отражение
Преломление и отражение
Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ
Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ
Эффект Доплера
Эффект Доплера
Диагностика на основе эффекта Доплера
Диагностика на основе эффекта Доплера
Ультразвуковая диагностика – локационные методы
Ультразвуковая диагностика – локационные методы
Ультразвуковая диагностика
Ультразвуковая диагностика
Ультразвуковая физиотерапия
Ультразвуковая физиотерапия
Ультразвуковая хирургия
Ультразвуковая хирургия
Практическое применение УЗ
Практическое применение УЗ
Аппарат Sono-Асе-PICO
Аппарат Sono-Асе-PICO
Эхографическая картина абсцесса левой миндалины у пациента 14 лет
Эхографическая картина абсцесса левой миндалины у пациента 14 лет
Эхографическая картина кисты правой подчелюстной слюнной железы
Эхографическая картина кисты правой подчелюстной слюнной железы
Инфразвук и его воздействие на человека
Инфразвук и его воздействие на человека
Заключение
Заключение
Тест-контроль
Тест-контроль
Рекомендуемая литература
Рекомендуемая литература
Благодарю за внимание
Благодарю за внимание
Слайды из презентации «Механические волны, звук» к уроку физики на тему «Звуковые волны»

Автор: Dmitry. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Механические волны, звук.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 1688 КБ.

Скачать презентацию

Механические волны, звук

содержание презентации «Механические волны, звук.ppt»
СлайдТекст
1 Механические волны

Механические волны

Тема: Механические волны. Звук, Ультразвук.

лекция №4 для студентов 1 курса, обучающихся по специальности 060201 - Стоматология К.п.н., доцент Шилина Н.Г. Красноярск, 2012

Кафедра медицинской и биологической физики

2 План лекции

План лекции

Волны в упругой среде. Уравнение волны. Характеристики. Физические основы биологической акустики Звуковые методы исследования в клинике Ультразвуковые колебания. Воздействия ультразвука на биологические ткани Эффект Доплера и его применение в медицине.

3 Механические волны

Механические волны

Механической волной называют механические возмущения, распространяющиеся в пространстве и несущие энергию.

Различают два основных вида механических волн: упругие волны – распространение упругих деформаций – и волны на поверхности жидкости.

4 Схема распространения волны

Схема распространения волны

S – смещение, x – координата, ? – скорость волны

Если s и x направлены вдоль одной прямой, то волна продольная, если они взаимно перпендикулярны, то волна поперечная.

X

X

0

5 Характеристики волны

Характеристики волны

Поток энергии (Ф) Объемная плотность энергии (Wp) Интенсивность волны (плотность потока энергии волны) (I)

6 Фазовая и групповая скорости

Фазовая и групповая скорости

Групповая скорость описывает реальную волну, представленную суммой группы синусоидальных волн

Скорость распространения фиксированной фазы колебаний называют фазовой.

Фазовая скорость равна

7 Дифференциальное уравнение волны

Дифференциальное уравнение волны

Дифференциальное уравнение механической волны

8 Длина волны

Длина волны

Расстояние между двумя точками, фазы которых в один и тот же момент времени отличаются на называется длиной волны

9 Поток энергии волн

Поток энергии волн

Поток энергии волн равен отношению энергии, переносимой волнами через некоторую поверхность, к времени, в течение которого эта энергия перенесена

10 Объемная плотность энергии

Объемная плотность энергии

Средняя энергия колебательного движения, приходящаяся на единицу объема среды называется объемной плотностью энергии

11 Плотность потока энергии (интенсивность)

Плотность потока энергии (интенсивность)

12 Вектор Умова

Вектор Умова

Вектор Умова указывает направление, вдоль которого переносится энергия волн с определенной скоростью

13 Физические основы биологической акустики

Физические основы биологической акустики

Звук – это колебания частиц среды, распространяющиеся в виде продольных механических волн с частотой от 16 Гц до 20000 Гц (20 кГц).

14 Энергетическая характеристика звука

Энергетическая характеристика звука

Интенсивностью волны I называют величину, численно равную средней по времени энергии Е, переносимой волной в единицу времени через единицу площади поверхности, расположенную перпендикулярно направлению распространения волны:

Дж/(м2 с) = Вт/м2

15 Звуковое или акустическое давление

Звуковое или акустическое давление

Звуковым или акустическим давлением называют добавочное давление (избыточное над средним давлением окружающей среды, например над атмосферным давлением), образующееся в участках сгущения частиц в акустической волне

где А – амплитуда волны ? - циклическая частота волны, ? - плотность вещества, ? – скорость распространения волны в веществе

16 Связь интенсивности и акустического давления

Связь интенсивности и акустического давления

17 Виды звуков

Виды звуков

Тон – это звук, являющийся периодическим процессом Шум - это звук, отличающийся сложной не повторяющейся временной зависимостью Звуковой удар – кратковременное звуковое воздействие

18 Объективные характеристики звука

Объективные характеристики звука

Частота – количество колебаний в единицу времени Интенсивность Звуковое давление Акустический или гармонический спектр

19 Акустические спектры

Акустические спектры

Простой тон

Сложный тон

Шум

А

А

?

?

А

?

20 Звук как психофизическое явление

Звук как психофизическое явление

Субъективные характеристики звука: высота – обусловленная частотой основного тона, тембр – определяется спектральным составом звука, громкость - уровень слухового ощущения; определяется интенсивностью и частотой звука

21 Характеристики слухового (субъективного) ощущения

Характеристики слухового (субъективного) ощущения

Субъективные

Объективные

Высота

Частота

Громкость

Интенсивность

Тембр

Акустический спектр

22 Уровень интенсивности

Уровень интенсивности

I0 = 10-12 Вт/м2 интенсивность на пороге слышимости на частоте 1 кГц

Б(бел)

дБ(децибел)

23 Порог слышимости

Порог слышимости

Уровень интенсивности.

- Порог слышимости

24 Закон Вебера – Фехнера (1858г)

Закон Вебера – Фехнера (1858г)

Если интенсивность звука увеличивается в геометрической прогрессии, то ощущение громкости этого звука возрастает в арифметической прогрессии

K – коэффициент пропорциональности, зависящий от частоты и интенсивности

25 Громкость и интенсивность

Громкость и интенсивность

E = k(?, I)· lg(I /I0)= k(?, I)· L

E – громкость, L –уровень интенсивности.

26 Кривые равной громкости

Кривые равной громкости

27 Громкость звука Е

Громкость звука Е

Громкость звука измеряется в фонах На частоте 1кГц K=1

Ф(фон)

28 Примеры

Примеры

Примерный характер звука

Интенсивность звука (Вт/м2)

Звуковое давление (Па)

Уровень интенсивности звука (Дб)

Порог слышимости

10-12

0,00002

0

Шепот

10-10

0,0002

20

Разговор нормальным голосом

10-7

0,0064

50

Разговор громким голосом

10-6

0,02

60

Шум на оживленной улице

10-5

0,64

80

Крик

10-4

0,2

80

Порог болевого ощущения

10

64

130

29 Звуковые методы в медицине

Звуковые методы в медицине

Аускультация (выслушивание) – с помощью стетоскопа или фонендоскопа

1 – полая капсула 2 – передающая звук мембрана 3 – резиновые трубки

30 Аускультация

Аускультация

31 Перкуссия – выслушивание звучания отдельных частей тела

Перкуссия – выслушивание звучания отдельных частей тела

Звуковые методы в медицине.

Перкуссия – выслушивание звучания отдельных частей тела при их простукивании Фонокардиография (ФКГ) – графическая регистрация тонов и шумов сердца

32 Диагностика органов слуха

Диагностика органов слуха

Метод измерения остроты слуха называется аудиометрией. На специальном приборе (аудиометре) определяют порог слухового ощущения на разных частотах.

33 Аудиограммы

Аудиограммы

Кривые, которые отражают зависимость порога восприятия от частоты тона, то есть это спектральная характеристика уха на пороге слышимости.

34 Биофизика ультразвука

Биофизика ультразвука

Ультразвуком (УЗ) называют механические колебания и волны, частоты которых более 20 кГц Скорость УЗ и звука определяется плотностью среды. Зависимость прямая.

35 Получение ультразвуковых колебаний

Получение ультразвуковых колебаний

Электромеханические излучатели: Основанные на явлении обратного пьезоэлектрического эффекта (высокочастотный УЗ) Основанные на явлении магнитострикции (низкочастотный УЗ)

36 Обратный пьезоэффект

Обратный пьезоэффект

Под действием электрического поля происходит механическая деформация пьезокристалла

Пьезокристалл

37 Прямой пьезоэффект

Прямой пьезоэффект

Под действием механических деформаций пьезокристалла возникает электрическое напряжение на гранях

Пьезокристалл

38 Особенности распространения УЗ

Особенности распространения УЗ

Малая длина волны. Направленность. (Применимы законы геометрической оптики) Поглощение (ослабление интенсивности при прохождении через вещество)

39 Глубина полупоглощения

Глубина полупоглощения

– глубина, на которой интенсивность УЗ уменьшается вдвое.

Ткань

Мышечная

2,1

Жировая

3,3

Костная

0,23

Кровь

35

Глубина полупоглощения,см

40 Преломление и отражение

Преломление и отражение

Особенности распространения УЗ.

Преломление и отражение Так как волновое сопротивление биологических сред в 3000 раз больше волнового сопротивления воздуха, то отражение УЗ на границе воздух-кожа составляет 99,99%. Деформация, кавитация (возникает при интенсивностях, больших 0,8?104 Вт/м2 ) Выделение тепла Химические реакции

41 Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ

Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ

Микровибрация на клеточном и субклеточном уровне, разрушение биомакромолекул, перестройка и повреждение биологических мембран, изменение проницаемости мембран, тепловое действие, разрушение клеток и микроорганизмов

42 Эффект Доплера

Эффект Доплера

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

43 Диагностика на основе эффекта Доплера

Диагностика на основе эффекта Доплера

Излучатель УЗ

Приемник

?0 – скорость движения эритроцитов ? – скорость УЗ ?Г – частота генератора ?Д – доплеровский сдвиг частот

Сигнал доплеровского сдвига

УЗ волна

Кровеносный сосуд

Движущиеся эритроциты

Генератор электрических колебаний

Устройство сравнения частот

Отраженная УЗ - волна

44 Ультразвуковая диагностика – локационные методы

Ультразвуковая диагностика – локационные методы

Эхоэнцефолография – определение опухолей и отека головного мозга Ультразвуковая кардиография – измерение размеров сердца в динамике Ультразвуковая локация для определения размеров глазных сред

45 Ультразвуковая диагностика

Ультразвуковая диагностика

Ультразвуковой Доплер эффект – изучают характер движения сердечных клапанов; определяют скорость кровотока По скорости ультразвука определяют место повреждения кости Ультразвуковая голография

46 Ультразвуковая физиотерапия

Ультразвуковая физиотерапия

Терапевтическое действие ультразвука обусловлено механическим, тепловым и физико-химическим факторами Фонофорез - введение с помощью ультразвука в ткани через поры кожи некоторых лекарственных веществ (гидрокортизона, тетрациклина и др.).

47 Ультразвуковая хирургия

Ультразвуковая хирургия

Ультразвуковой скальпель – рассечение тканей Ультразвуковой остеосинтез – «сваривания» тканей Удаление опухолей в мозговой ткани без вскрытия черепной коробки Дробление почечных камней

48 Практическое применение УЗ

Практическое применение УЗ

В фармацевтической промышленности – создание эмульсий, лекарств, аэрозолей В хирургии - стерилизация медицинских инструментов Для ориентировки слепых в пространстве

49 Аппарат Sono-Асе-PICO

Аппарат Sono-Асе-PICO

Позволяет проводить диагностику при: повреждении мышц повреждении мышц ротаторных манжет плечевых суставов повреждении мениско-связочного комплекса коленных суставов повреждении сухожильно-связочного аппарата всех суставов наличии дисковых патологий (грыжи, протрузии, стеноз позвоночного канала) наличии остеофитов, хондромных тел в суставах заболеваниях сосудов верхних и нижних конечностей, сосудов шейного отдела заболеваниях внутренних органов

50 Эхографическая картина абсцесса левой миндалины у пациента 14 лет

Эхографическая картина абсцесса левой миндалины у пациента 14 лет

На снимке представлены взаимоперпендикулярные сечения образования левой миндалины, которое характеризуется нечеткими контурами и гипоэхогенным внутренним содержимым с "плавающими" эхогенными включениями. За образованием слабое акустическое усиление.

51 Эхографическая картина кисты правой подчелюстной слюнной железы

Эхографическая картина кисты правой подчелюстной слюнной железы

у пациента 13 лет.

На левой половине снимка представлен участок неизмененной ткани правой подчелюстной железы (1), анэхогенное образование (2) с четкими контурами и эффектом дистального псевдоусиления. На правой половине снимка - неизмененная левая подчелюстная слюнная железа (3).

52 Инфразвук и его воздействие на человека

Инфразвук и его воздействие на человека

Инфразвук – механическая волна с частотой менее 16 Гц Действие на человека: раздражение, угнетающее настроение, головная боль, усталость.

Положение тела

Лежа

3 – 4

Грудная клетка

5 – 8

Брюшная полость

3 – 4

Частоты собственных колебаний для человека (Гц)

53 Заключение

Заключение

В лекции рассмотрены: понятие механической волны и звука как примера такой волны; Звук как физическая реальность и психофизическое явление Звуковые методы исследования в клинике Ультразвуковые колебания. Воздействия ультразвука на биологические ткани и применение УЗ методов в медицине.

54 Тест-контроль

Тест-контроль

Человек может слышать механические волны с частотой: 0,5 Гц 5000 Гц 25000 Гц 30000 Гц.

55 Рекомендуемая литература

Рекомендуемая литература

Обязательная: Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: учебник. -М.: Дрофа, 2007.- Дополнительная: Федорова В.Н. Краткий курс медицинской и биологической физики с элементами реабилитологии: учебное пособие. -М.: Физматлит, 2005.- Антонов В.Ф. Физика и биофизика. Курс лекций: учебное пособие.-М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006.- Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике для самост. работы студентов /сост. О.Д. Барцева и др. -Красноярск: Литера-принт, 2009.- Сборник задач по медицинской и биологической физике: учебное пособие для самост. работы студентов / сост. О.П.Квашнина и др. -Красноярск: тип.КрасГМА, 2007.- Физика. Физические методы исследования в биологии и медицине: метод. указания к внеаудит. работе студентов по спец. – стоматология / сост. Н.Г. Шилина и др. Красноярск: тип.КрасГМУ. 2009 Шилина Н.Г. Основы сопротивления материалов: метод. указания для студентов специальности 060105 – стоматология. Красноярск: тип.КрасГМУ. 2007 – Электронные ресурсы: ЭБС КрасГМУ Ресурсы интернет Электронная медицинская библиотека. Т.4. Физика и биофизика.- М.: Русский врач, 2004.

56 Благодарю за внимание

Благодарю за внимание

«Механические волны, звук»
http://900igr.net/prezentatsii/fizika/Mekhanicheskie-volny-zvuk/Mekhanicheskie-volny-zvuk.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

133 темы
Слайды
Презентация: Механические волны, звук.ppt | Тема: Звуковые волны | Урок: Физика | Вид: Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Звуковые волны > Механические волны, звук.ppt