Субъективные характеристики, их связь с объективными

1. Высота звука –это качество звука, определяемое человеком субъективно, на слух, и зависящее от частоты.

С увеличением частоты высота увеличивается.

2. Тембр определяется спектральным составом звука.

3. Громкость звука – это уровень слухового ощущения, вызываемого этим звуком. Громкость зависит от интенсивности, частоты и формы колебаний.

Если надо выразить различие в восприятии человеком звуков разной интенсивности, то используют уровень громкости Е.

3) Закон Вебера - Фехнера - логарифмический закон, отражающий свойство адаптации уха.

Фехнер сформулировал основной психофизический закон: ощущение раздражения пропорционально логарифму силы раздражения.

Если раздражение (I) увеличивать в геометрической прогрессии (то есть в одинаковое число раз), то ощущение (E) этого раздражения возрастает в арифметической прогрессии (то есть на одинаковую величину).

Вопрос 17. Ультразвук, физические основы применения в медицине

УЗ – это механические продольные колебания и волны, частота которых превышает 20 кГц.

Ультразвуковая волна – это последовательность сгущений и разрежений. Ультразвук 20 кГц – 1 ГГц Гиперзвук ˃ 1 ГГц

Источники УЗ:

1.Магнитострикция

2. Обратный пьезоэффект. Заключается в механической деформации тел под действием электрического поля

Приемники УЗ:

Прямой пьезоэффект. Под действием УЗ происходит деформация кварца, которая приводит к генерации переменного электрического поля.

Особенности распространения УЗ волн:

Лучевой характер, легко фокусировать, возможность получения больших интенсивностей, подчиняется законам отражения и преломления, отражается от объектов, небольших размеров, малая λ λУЗ=2÷0,6 мм

Действие УЗ на вещество, на клетки и ткани организма

Действие УЗ:

Механическое + тепловое + Физико-химическое

Механическое действие связано с деформацией микроструктуры вещества,

вследствие периодического сближения и отдаления микрочастиц вещества.

Например, в жидкости УЗ волна вызывает разрыв ее целостности с образованием полостей.

Это кавитация. Это энергетически невыгодное состояние жидкостей, поэтому полости быстро закрываются с выделением большого количества энергии.

Кавитация - разрыв сплошности жидкости (cavltas - пустота, пузырьки).

Возникновение в жидкости, облучаемой УЗ, пульсирующих и захлопывающихся пузырьков.

в медицине

Диагностика:

1. Эхолокационные методы: отражение УЗ.

I = 50 мВт/см2. ν от 1 до 30 МГц Чаще всего 2,25-5 МГц. Метод А, Метод В, Метод М

2. Эффект Доплера

Лечение:

1. УЗ низких интенсивностей:

Физиотерапия ν =880 кГц I=1 Вт/см2. Глубина проникновения 3-5 см. УЗ-ингаляция. Фонофорез.

2. УЗ высоких интенсивностей: УЗ хирургия. I=103 Вт/см2

Цель: вызвать управляемое избирательное разрушение в тканях.

Два метода:

Разрушение тканей УЗ ν =4 МГц

Снижение усилия при резании ν =50 кГц

Применение УЗ в диагностике основано на отражении УЗ волн на границе сред с разными акустическими сопротивлениями.

99,9% времени эхозонд работает как воспринимающее устройство.

Гель используется для исключения воздушной прослойки, для выравнивания акустических сопротивлений.

Вопрос 18 Вязкость. Формула Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Методы измерения вязкости жидкостей.

1) Вязкость (внутреннее трение) – это свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению слоев. Вязкость возникает из-за внутреннего трения между молекулами жидкости.

Между слоями существует градиент скорости = скорость сдвига:

2) Уравнение Ньютона

Формулировка: сила внутреннего трения F между слоями движущейся жидкости прямо пропорциональна скорости сдвига , площади поверхности соприкасающихся слоев S. Коэффициентом пропорциональности является коэффициент вязкости η.

напряжение сдвига [Па]

Реология- учение о деформации и текучести вещества.

В реологических характеристиках уравнение Ньютона имеет вид: Напряжение сдвига прямо пропорционально скорости сдвига.

η – коэффициент динамической вязкости [Па•с] = паскаль•секунда

Вязкость зависит от: температуры, природы жидкости, формы молекул.

3) Ньютоновские и неньютоновские жидкости

Ньютоновская жидкость - η не зависит от gradυ.

Пример: однородная жидкость, вода, ртуть, глицерин, лимфа, плазма крови, сыворотка.

Неньютоновская жидкость- η зависит от gradυ.

Пример: неоднородные жидкости, суспензии, кровь, эмульсии, замазка, крем.

Кровь относится к неньютоновским жидкостям.

Кровь = плазма + форменные элементы.

Кровь является неньютоновской жидкостью, так как это суспензия форменных элементов в белковом растворе. Вязкость η крови 4÷5 мПа•с.

Ее вязкость зависит от режима течения. Чем медленнее течет кровь, тем выше вязкость.

При низких скоростях сдвига (в неподвижной крови) эритроциты образуют «монетные столбики» - клеточные агрегаты.

При высоких скоростях сдвига вязкость крови определяется

1) Концентрацией эритроцитов

2) Их физическими свойствами.

* Методы измерения вязкости жидкостей

1) Вискозиметр для определения относительной вязкости крови

2) Капиллярный вискозиметр Оствальда

3) Ротационный вискозиметр

Вопрос 19 Стационарный поток, ламинарное и турбулентное течения Числом Рейнольдса.

1) Стационарный поток - это такой поток, когда через каждый уровень поперечного сечения, протекает одинаковый объем жидкости.

Q- объемная скорость – это объем жидкости, протекающий через поперечное сечение за единицу времени.

Условие стационарности потока Q=const

2) Ламинарное течение - это слоистое течение; слои жидкости движутся параллельно, не смешиваясь между собой.

Турбулентное течение – это вихревое течение жидкости, сопровождающееся перемешиванием слоев, обусловленным образованием вихрей. Скорость частиц непрерывно меняется.

3) Характер течения жидкости определяется числом Рейнольдса

ρ- плотность; v – скорость; d- диаметр сосуда: η - вязкость

Это безразмерная величина.

Рейнольдс установил, что ламинарное течение переходит в турбулентное, когда введенное им число Рейнольдса превышает критическое значение.

Если Re < Reкр => Ламинарное течение

Если Re > Reкр = > Турбулентное течение

Reкрит. (H2O)=2300 Reкрит.(кровь) = 970 ± 80.

Вопрос 20 Формула Пуазейля. Гидравлическое сопротивление в последовательных, параллельных и комбинированных системах трубок. Разветвляющиеся сосуды.

1) Формула Пуазейля

Формулировка: Объём жидкости Q, протекающей по горизонтальной трубе небольшого сечения за единицу времени, прямо пропорционален радиусу трубы R в четвёртой степени, разности давлений ∆P на концах трубы, обратно пропорционален коэффициенту вязкости η и длине трубы ι. Коэффициентом пропорциональности является π/8 (получен эмпирически).