3.31. Ответ: 1) - в сторону уменьшения координаты х.

3.32. Отметим, что ультразвуковые приборы относятся к техническим средствам лучевой диагностики, т.е. принцип их действия связан с волновыми процессами (в рассматриваемом случае с механическими колебаниями и волнами – ультразвуком). В волновых процессах разрешающая способность оборудования ограничивается физическим явлением – дифракцией волн. Наименьшее расстояние между двумя точками объекта, которые отобразятся двумя отдельными точками изображения, называется пределом разрешения. Предел разрешения величина обратная разрешающей способности. Теоретический предел разрешения прямо пропорционален длине волны используемого волнового процесса., где– предел разрешения,– коэффициент пропорциональности,- длина волны,- скорость распространения волны относительно среды,– частота колебаний в волне. Из сказанного следует, что:. Окончательно:= 2.

3.33. Поскольку в данном случае выполнены условия: 1) частота 6 000 Гц больше 16 Гц, но меньше 20 000 Гц и 2) интенсивность 575 пВт больше порога слышимости на данной частоте, но меньше порога дискомфорта, то человек с нормальным слухом услышит чистый тон.

3.34. По определению, уровень громкости в фонах для частоты 1000Гц – это десять десятичных логарифмов отношения интенсивности звучащего объекта к стандартному порогу слышимости. Уровень громкости первой волны: . Уровень громкости второй волны:. Разность уровней громкости:

. Откуда: .

Ответ получим, подставив данные из условия задачи:

.

3.35. Решение:

; ;;

; .

3.36. По определению, уровень интенсивности в децибелах – это десять десятичных логарифмов отношения интенсивности звучащего объекта к стандартному порогу слышимости. Уровень интенсивности от одного автомата: . Откуда получим интенсивность одного автомата:Если предположить, что звуковые волны от нескольких автоматов не являются когерентными, то результирующую интенсивность от нескольких автоматов можно представить как сумму интенсивностей:. Тогда уровень интенсивности отn автоматов

Иначе расчётная формула:

Ответ получим, подставив данные из условия задачи:

.

3.37. Проанализируем условие задачи, определим интенсивность звука, создаваемого одним комаром на расстоянии 10 м: I₁ = I₀ = 10^-12Вт/м².

Считая, что комары – источники некогерентных звуковых волн, найдём интенсивность звука, создаваемую nкомарами: I_n = n · I₁ = n· I₀

Формула уровня громкости: Получим расчётную формулу:Подставим данные из условия задачи в расчётную формулу, получим окончательный ответ:

3.38. По определению уровень интенсивности:. Чтобы определить интенсивность, уровень которой требуется найти, воспользуемся модулем вектора Умова:В формуле модуля:- объёмная плотность энергии,- скорость распространения звуковой волны,- круговая частота колебаний в звуковой волне,- плотность среды, в которой распространяется волна,- частота колебаний, -амплитуда смещения колеблющихся частиц среды. Расчётная формула:.

Ответ:

3.39. Поглощённая за секунду энергия есть величина численно равная поглощённой барабанной перепонкой мощности звуковой волны., здесь:- поглощённая мощность,

–поглощённая энергия,- время, за которое поглотилась энергия,– интенсивность поглощаемой звуковой волны,– площадь поглощающей звуковую энергию барабанной перепонки. По определению уровень интенсивности:. Соответственно интенсивность:. Далее получаем расчётную формулу:.Подставим данные из условия задачи в расчётную формулу, получим окончательный ответ:

Ответ: барабанной перепонкой ежесекундно поглощается 19,9 пДж энергии переносимой звуковой волной.

3.40. По определению отношение интенсивности сигнала к интенсивности шума, выраженное в децибелах: . Соответственно, само отношение интенсивности сигнала к интенсивности шума:.Подставим данные из условия задачи в расчётную формулу, получим окончательный ответ:

. Ответ: .

3.41. Источники звука не являются когерентными, поэтому результирующая энергия равна сумме энергий от каждого из источников.

Формализуем полученный вывод:

Запишем формулу для уровня громкости, учитывая, что измерения проводятся на частоте 1 кГц:

Получим интенсивности для первого и второго источников звука:

Получим расчётную формулу для уровня громкости совместно звучащих источников звука, подставим числовые значения, сформулируем окончательный ответ:

3.42. Запишем выражение для нормы:

Запишем выражение для уровня интенсивности у пациента:

Получим выражение для потери слуха, выраженной в децибелах по отношению к норме:

Тогда расчётная формула для интенсивности I_x:

Подставим числовые данные, получим окончательный ответ:

3.43. . Откуда получим интенсивность на расстоянии 10 м:Условие задачи позволяет опереться на закон сохранения энергии (в данном случае энергии звука). Формула закона сохранения энергии в данном случае отражает тот факт, что мощность звука разряда одинакова на любом расстоянии от точки образования грозового разряда..

.

Расчётная формула:

Ответ получим, подставив данные из условия задачи:

.

3.44. Интенсивность – это средняя по времени энергия, которую переносит волна через единичную площадку, ориентированную перпендикулярно направлению распространения волны.

Считая источник ультразвука точечным, изобразим схематически конус излучения:

I – интенсивность,

S – площадь поперечного сечения конуса излучения,

ΔS -единичная площадка,

s – источник излучения.

Пренебрегая поглощением, запишем формулу для интенсивности ультразвуковой волны: гдеP- мощность излучателя.

Обратим внимание на единицы измерения физических величин. Переведём их в единицы «СИ»: P = 23·10^-3Вт. S=8 · 10^-4м².

Подставим числовые значения в расчётную формулу. Получим окончательный ответ: