Параметри коливальних рухів

АКУСТИКА. ЗВУКОВІ МЕТОДИ ДІАГНОСТИКИ. УЛЬТРАЗВУК У МЕДИЦИНІ

Механічні коливання – це такий вид руху тіла під час якого воно багаторазово проходить одні і тіж положення (при цьому багаторазово змінює напрям швидкості)

Параметри коливальних рухів

Період коливань - мінімальний інтервал часу, через який відбувається повторення руху тіла Т (с)

Амплітуда – максимальне відхилення від положення рівноваги А (x_m)(м)

Кількість коливань здійснену за одиницю часу, називають частотою коливань ν = N/t (1/с = Гц)

Частота величина обернена до періоду ν=1/Т

Циклічна частота визначає кількість коливань, які відбуваються за 2π секунд.

ω=2π ν =2π/Т (рад/с)

Хвиля – поширення коливань в пружному середовищі, б увають поперечні і повздовжні.

Довжина хвилі – відстань яку хвиля проходить за час рівний періоду коливань λ=υ·Τ(м)

x=x_m sin (ωt+ φ₀); x=x_m cos (ωt+ φ₀).

 

Звук — коливання частинок пружного середовища, які поширюються у вигляді хвиль і сприймаються органами слуху людини (частота від 16 до 20000 Гц).

Звуки поділяють на музичні тони, шуми та звукові удари. Музичний звук — це складне коливання, яке можна розкласти на прості гармонійні коливання, частоти яких у ціле число разів більші за частоту основного тону. Тоном називається коливання зі сталою частотою, або з частотою, яка закономірно змінюється в часі.

Швидкість поширення звукових хвиль залежить від властивостей середовища. У повітрі швидкість звуку за нормальних умов становить 332м/с. Під час зростання температури повітря швидкість звуку збільшується приблизно на 0,6 м/с на кожен градус. У тканинах людського організму швидкість поширення звуку становить приблизно 1500 м/с.

Фізичні характеристики звуку:

Як фізичне явище, звук характеризується частотою, інтенсивністю, звуковим тиском й акустичним спектром. Енергія, яка переноситься звуковою хвилею за одиницю часу через одиничну площу, перпендикулярну до напряму поширення хвиль, називають інтенсивністю звуку:

;

Звуковий тиск — ефективне значення тиску надлишкового над атмосферним, який утворюється в місцях згущення частинок середовища у процесі поширення хвилі.

Інтенсивність звуку пов'язана зі звуковим тиском співвідношенням:

де ρ— густина середовищ а, υ — швидкість поширення хвилі. Добуток ρ·ν називається звуковим опором (імпедансом).

Акустичний спектр — результат розкладання складного тону на прості гармонічні коливання з визначеними частотами та інтенсивностями. Спектр музичного звуку — лінійчастий, а шуму — суцільний. Коливання з найменшою частотою (ν_o) у спектрі називають основним тоном, а усі інші — обертонами з частотами 2ν_o, 3ν_o і т.д.