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 бытьпростым (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).