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.

Задачи для решения на практическом занятии №11 «Ультразвук. Ультразвуковой энцефалограф»

1. Плотность здоровой мышечной ткани составляет 1050кг/м³. Акустическое сопротивление ткани равно 1,63⋅10⁶кг/м²с. При исследовании ультразвуком отраженный сигнал был принят через 2⋅10^-5с после излучения. На какой глубине в мышечной ткани была обнаружена неоднородность?

2. Одинаковой ли высоты будет звук в случаях:

1) источник звука движется навстречу неподвижному наблюдателю со скоростью 40м/с; 2) наблюдатель движется навстречу источнику с той же скоростью? Частота звука равна 1000Гц.

3. При переходе из одной среды в другую длина звуковой волны увеличилась в 2 раза. Как при этом изменилась частота звуковых колебаний?

Домашнее задание №11 «Ультразвук. Ультразвуковой энцефалограф»

I. Решить задачи:

1. Определите глубину расположения трещины в кости, если при использовании ультразвукового эхолокатора ультразвуковой сигнал возвратился в датчик через 5⋅10^-5 с. Скорость распространения ультразвука в костной ткани 3,5·10³ м/с.

2. Определите коэффициент отражения ультразвуковой волны на границе раздела костной ткани и крови, если плотность костной ткани- 1750 кг/м³, крови – 1050 кг/м³. Скорости распространения УЗ в костной ткани – 3500м/с, в крови – 1500м/с. Каков физический смысл коэффициента отражения?

3. Определите коэффициент отражения ультразвуковой волны на границе воздуха и мягких тканей, если плотность воздуха при нормальных условиях 1,3кг/м³, а мягких тканей – 1050 кг/м³. Скорости распространения УЗ в воздухе – 330 м/с, в мягких тканях – 1500м/с.

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

Занятие №12. Практическая работа «Анализ Фурье» Контрольные вопросы

1. Что такое периодическое колебание? Каковы его характеристики? Что такое основная частота сложного колебания?

2. Как формулируется теорема Фурье?

3. Что такое гармоники? Каковы их основные характеристики?

4. Что такое спектр сложного колебания? От каких характеристик сложного колебания он зависит?

5. Как графически представляются линейчатый и сплошной спектры колебаний; приведите примеры.

Литература для подготовки:

1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и биофизика. ГЭОТАР-Медиа.2007.

2. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008.

3. Конспект лекций.