Занятие №10. Механические волны. Звук.

Практическая работа «Физические основы аудиометрии»

Контрольные вопросы:

1. Что такое механические волны? Продольные и поперечные волны, их основные характеристики: длина волны, скорость распространения, интенсивность.

2. Уравнение и график плоской гармонической волны.

3. Какова природа звука? Связь физиологических характеристик опущения звука с физическими характеристиками волны.

4. Интенсивность и уровень интенсивности звуковой волны, единицы измерения.

5. Звуковое давление, единицы измерения.

6. Закон Вебера-Фехнера. Что называют громкостью звука? Уровень громкости: единицы измерения.

7. Кривая порога слышимости. Постройте в одних осях кривые порога слышимости для двух человек с разным слухом. Кривые равной громкости.

8. Аудиограмма. Метод ее построения.

9. Энергия механической волны, поток и плотность потока энергии, интенсивность, единицы измерения. Вектор Умова.

10. Эффект Доплера.

Литература:

1. Антонов В.Ф. и др. Физика и биофизика. Практикум, М., ГЭОТАР-Медиа, 2008, стр. 124-131.

2. Под редакцией проф. В. Ф. Антонова. Физика и биофизика,

М.,ГЭОТАР-Медиа, 2008, стр. 37-46.

3. Конспект лекций.

Задачи для решения на практическом занятии №10 «Физические основы аудиометрии»

1. На рисунке представлен график волны в определенный момент времени. Чему равны длина волны, амплитуда колебаний частиц волны?

 

2. Источник звука совершает колебания по закону s(t)=sin2000πt. Скорость распространения звука 340 м/с. Запишите уравнение колебаний для точки, находящейся на расстоянии 102 м от источника. Потерями энергии пренебречь, волну считать плоской.

3. Два звука одинаковой частоты 1000 Гц отличаются по громкости на 20фон. Во сколько раз отличаются их интенсивности?

4. С помощью кривых равной громкости определите:

1) Уровни громкости следующих звуковых сигналов: 500Гц, 1000 Гц и 5000 Гц, если они имеют одинаковый уровень интенсивности 20 дБ.

2) Уровни интенсивности звуковых сигналов на частотах 2000 Гц, 1000 Гц и 200 Гц, если их уровень громкости составляет 60 фон.

5. Каким частотам соответствую звуковые сигналы с уровнем громкость 50 фон и уровнем интенсивности 50дБ?

 

Домашнее задание № 10«Физические основы аудиометрии»

I. Решить задачи:

1. Определите скорость распространения волны, если ее длина 2 м, а период колебаний 10с.

2. Уровень громкости звука равен 140 фон, а тихого разговора на том же расстоянии – 40 фон. Определить отношение интенсивностей. Считать к=10.

3. Найти длины звуковых волн в воздухе и в воде, если частоты звуковых колебаний составляют соответственно 20 и 20000Гц. Скорости звука в воздухе и воде соответственно равны 340м/с и 1500м/с.

3. Два чистых тона с частотами 1000 Гц и 200 Гц имеют одинаковый уровень интенсивности 40 дБ. Сравните уровни громкости этих звуков.

4. На частоте 100 Гц интенсивность звукового сигнала увеличилась от порога слышимости в 1000 раз. Насколько при этом увеличился уровень громкости?

II. Самоподготовка: Ответить письменно на контрольные вопросы к следующему занятию.

Занятие №11. Практическая работа «Ультразвук. Ультразвуковой

энцефалограф»

Контрольные вопросы:

1. Какова физическая природа ультразвука (УЗ). Его основные физические характеристики: частота, длина волны, скорость распространения.

2. Прямой и обратный пьезоэффект. Источники и приемники УЗ.

3. Механическое и тепловое действие УЗ на вещество.

4. Закон ослабления интенсивности ультразвуковой волны при прохождении через вещество. График.

5. Отражение УЗ от границы раздела двух сред с разными плотностями. Физический смысл коэффициента отражения. Формула для расчета коэффициента отражения через параметры сред.

6. В чём состоит идея УЗ эхолокации? Каким образом в эхолокации используются свойства отражения и ослабления УЗ волны? Как эхолокация используется в медицине?

7. Что называют пределом разрешения УЗ эхолокатора?

8. В чём состоит суть эффекта Доплера? Что такое сдвиг частоты, от чего зависит его величина и в каких случаях он меняет знак? Как используется эффект Доплера в медицине?

 

Литература:

1. Антонов В.Ф. и др. Физика и биофизика. Практикум, М., ГЭОТАР-Медиа, 2008, стр. 131-139.

2. Под редакцией проф. В. Ф. Антонова. Физика и биофизика,

М.,ГЭОТАР-Медиа, 2008, стр. 46-63.

3. Конспект лекций.