Поток энергии волн. Вектор Умова

Волновой процесс связан распространением энергии.Количественной характеристики перенесенной энергии является поток энергии. Поток энергии равен отношениюэнергии,переносимой волнами через некоторую поверхность,к времени, в течение корого эта энергия перенесена:

Ф=dE/dt

Единица потока энергии волн является ватт

Найдем связь потока энергии волн с энергией колеблющихся точк и скорость распространение волны.

Выделем объем среды, в которой распространяется волна в виде прямоугольного параллепипеда;площадь его основания S,а длина ребра численоно скорости v и совпадает с направлением распространения волны. В соответствии с этим за 1с квозь площадку S пройдет та энергия, коророй обладают колеблющиеся частицы в объеме параллепипеда Sv/ Это и есть поток энергии:

Ф=wpSv

Где ωp-объемная потность энергии колебательного движения.

Поток энергии волн,отнесенной к площади, ориентированной перпендикулярно направлению распространения волнЮ называютя плотостью потокаэнергии волн или интенсивностью волн.

I=Ф/S=wpVили в векторной форме

I=wpV

Единицей плотности потока энергии волн является ватт на квадратный метр.Вектор I показывающий направление распространинея волн и равный потоку энергии волн, проходящему через еденичную площадь, перпедикулярную этому направлению, называется вектором Умова.Энергия переносимая упругой волной, складывается из потенциальной энергии деформации и кинетической энергии колеблющих частиц. Таким образом, вектор Умова для упругой волны зависит от плотности среды, квадрата амплитуды колебания частиц.ю квадрата частоты колебаний и скорости распространения волны.

Вопрос 5. Эффект Доплера и его исп в меде. При относительном движении источника и приемника механических волн (звука) происходит изменение частоты волны воспринемаемой приемником (наблюдателем). Это явление получило название эффекта Доплера.

ν’=(υ±υн/υ υи) ν, где ν’ – воспринемаемая приемником частота, ν – излучаемая частота, υ – скорость волны (звука), υн – скорость наблюдателя, υи – скорость источника. Верхние знаки применяют при сближении объектов, а нижнии при их удалении. В мед эффект Доплера используется для определения скорости кровотока, скорости движения клапанов и стенок сердца. Пример: определение скорости кровотока

Рас случай для меда: Пусть генератор УЗ совмещен с приемником в виде некот тех системы, кот неподвижна относительно среды. ν ₀ – с-ть движения тела. Частота излучения УЗ - ν_г:

ν₁=(ν +υ₀)/λ=((ν + υ₀)/ ν)υ_г, где νυ0 – с-ть распр УЗ.

Уз волна отражает движ объектом в сторону технической системы, приемник воспр уже др частоту (эф Д) Δυ=ν_д= (2V₀/V-V₀)ν_г и наз доплеровским сдвигом частоты. В мед приложениях с-ть УЗ значительно больше с-ти движ объекта, так что им: νд=(2υ₀/ ν)υ_г