Акустика. Звук, ультразвук и инфразвук.

Литература:

1. Глава 6; 2. Раздел 3.; 5.Глава 4; 7. Глава. 6, с. 93-112; 8. Глава 7, с.131-151; 9. Глава 2, с.48-64; 11. Лекция 3 с. 15-20; 12. с. 3-13;

13. Лекция 8, 9, 10, стр. 97-137.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

 

1. Звук. Виды звука.

2. Физические характеристики звука: скорость, частота, интенсивность, звуковое давление, волновое сопротивление, уровень интенсивности.

3. Характеристики слухового ощущения: высота, тембр, громкость.

4. Закон Вебера-Фехнера. Кривые равной громкости. Звуковые измерения.

5. Физики слуха: звукопроводящая и звуковоспринимающая части слухового аппарата. Теории Гельмгольца и Бекеши.

6. Звуковые методы исследования: аускультация, перкуссия, фонокардиография.

7. Ультразвук (УЗ). Излучатели и приемники УЗ.

8. Особенности распространения УЗ волны: малая длина волны, направленность, поглощение, преломление и отражение.

9. Действие ультразвука на вещество: механическое, химическое, тепловое.

10. Использование УЗ в медицине (терапия, хирургия, диагностика, фармакология).

11.Инфразвук и его применение в медицине.

МОТИВАЦИЯ ЦЕЛИ

Человек получает большой объем информации об окружающем мире с помощью слуха. Многие процессы в организме сопровождаются звуковыми явлениями. Следовательно, звук может быть источником информации об окружающей среде, средством обмена знаниями с другими, методом исследования состояния внутренних органов человека. Знание основных акустических понятий необходимо для оценки слуховых ощущений и состояния слуховой системы.

Цель занятия: изучение некоторых физических и физиологических характеристик звука; применение ультразвуковых колебаний и волн в медицине; ознакомление с инфразвуковыми колебаниями и их воздействием на организм человека.

Подготовка к практическому занятию

Изучить и уметь объяснить:

Звуковые колебания.

Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука. Кривые равной громкости. Звуковые измерения. Аудиометрия. Аудиограмма. Звуковые методы исследования.

Ультразвуковые колебания.

Источники и приемники ультразвука. Особенности распространения ультразвуковых волн. Действие ультразвука на вещества, на клетки и ткани организма. Физические основы использования ультразвука. Применение ультразвука в медицине и фармации.

Инфразвуковые колебания.

Источники инфразвуковых колебаний. Действие инфразвука на организм человека.

Теоретические сведения.

I. Основные понятия.

Акустика – раздел физики, изучающий упругие колебания и волны, методы получения и регистрации колебаний и волн, их взаимодействие с веществом.

Звук - механические колебания и волны, распространяющиеся в упругих средах в виде продольных волн с частотой от 16 Гц до 20000Гц и воспринимаемые человеческим ухом.

Объективные (физические) характеристики – параметры, которые могут быть каким-либо образом измерены инструментально.

Субъективные характеристики – параметры, оцениваемые только человеком по его ощущениям.

Порог слышимости – минимальная интенсивность, воспринимаемая ухом.

Порог болевого ощущения – интенсивность звука, вызывающая болевые ощущения.

Волновое сопротивление – произведение плотности среды на скорость распространения волны.

Коэффициент отражения – отношение интенсивности звуковой волны,отраженной от второй среды, к интенсивности падающей.

Коэффициент проникновения – отношение интенсивности звуковой волны,прошедшей во вторую среду, к интенсивности ее распространения в первой среде.

Уровень интенсивности – десятичный логарифм отношения интенсивности звука к интенсивности равной 10^-12 Вт/м².

Изофона - кривая равной громкости.

Острота слуха – отклонение интенсивностей звука на пороге слышимости, воспринимаемой пациентом и интенсивности на пороге слышимости «нормального» уха для той же частоты.

Аудиометрия – метод измерения остроты слуха.

Аускультация – выслушивание звуков, возникающих внутри организма.

Перкуссия – выслушивание звучания отдельных частей тела при их простукивании.

Пьезоэффект – деформация некоторых кристаллов в электрическом поле.

Магнитострикция – деформация некоторых веществ в магнитном поле.

Кавитация – возникновение и схлопывание микропузырьков газа в жидкостях.

1. Звук. Виды звука.

Звук - механические колебания и волны, распространяющиеся в упругих средах в виде продольных волн с частотой от 16 Гц до 20000 Гц и воспринимаемые человеческим ухом.

Существующие в природе звуки разделяются на несколько видов.

Звуковой удар - это кратковременное звуковое воздействие (хлопок, взрыв, удар, гром).

Тон – это звук, представляющий собой периодический процесс. Основной характеристикой тона является частота. Тон может быть простым (чистым), характеризующимся гармоническим колебанием одной частотой (камертон, звуковой генератор), и сложным (ангармоническим), издаваемым аппаратами речи и звуковыми инструментами.

Сложный тон можно представить в виде суммы простых тонов (разложить на составляющие тона в акустический спектр). Наименьшая частота такого разложения соответствует основному тону, а остальные – обертонам, или гармоникам. Обертоны имеют частоты, кратные основной частоте.

Шум – это звук, имеющий сложную, неповторяющуюся временную зависимость, и представляет собой сочетание беспорядочно изменяющихся сложных тонов. Акустический спектр шума – сплошной (шорох, скрип).