3

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ

Гомельский государственный медицинский институт

Кафедра медицинской и биологической физики

Обсуждено на заседании кафедры Протокол №______________2003 г.

ЛЕКЦИЯ 8

по медицинской и биологической физике с основами высшей математики для студентов лечебно-профилактического, медико-диагностического и медико-профилактического факультетов.

Тема: Механические и волновые процессы. Акустика

Время 90 минут

Гомель, 2003 г.

Литература

1. Ремизов А. Н. Медицинская и биологическая физика: Учеб. для мед. спец. Вузов. – М.: Высшая школа, 1999. – 616 с.

2. Ливенцев Н. М. Курс физики: Учеб. для вузов. В 2-х т. – М.: Высшая школа, 1978. – т. 1. - 336 с., т. 2. - 333 с.

3. Волькенштейн М. В. Общая биофизика: Монография - М.: Наука, 1978. – 599 с.

4. Биофизика: Учебник / Тарусов Б. Н., Антонов В. Ф., Бурлакова Е. В. и др. – М.: Высшая школа, 1968. – 464 с.

5. Аккерман Ю. Биофизика: Учебник. – М.: Мир, 1964. – 684 с.

6. Лекционные демонстрации по физике./ Грабовский М. А., Молодзеевский А. Б., Телеснин Р. В. и др. – М.: Наука, 1972. – 639 с.

Материальное обеспечение.

1. Слайды – 5 шт

Расчет учебного времени

№пп	Тема	Перечень вопросов	Количество выделяемого времени в минутах
1	Механические и волновые процессы. Акустика.	Ультразвук. Методы получения и регистрации.	10
2		Физические основы действия ультразвуковых волн на вещество. Низкочастотный и высокочастотный ультразвук.	20
3		Физические основы применения ультразвуковых волн в медицине Ультразвуковая диагностика. Хирургическое и терапевтическое применение ультразвука.	15
4		Эффект Доплера и его применение для неинвазивного измерения скорости кровотока.	20
5		Инфразвук, особенности его распространения. Физические основы действия инфразвука на биологические системы.	15
6		Вибрации, их физические характеристики. Ударные волны.	10

Тема:

Механические и волновые процессы. Акустика

Вопрос 1. 10 минут Ультразвук. Методы получения и регистрации.

Ультразвуком называют упругие механические колебания и волны, частота которых превышает 20 кГц, распространяющиеся в форме продольных волн в различных средах. Верхним пределом УЗ частот считают 10⁶ — 10⁷ кГц. Этот предел определяется межмолекулярными расстояниями и поэтому зависит, от агрегатного состояния вещества, в котором распространяется УЗ волна.

Источники и приемники акустических колебаний и ультразвука.

Ультразвук получается с помощью аппаратов, основанных на использовании явлений магнитострикции (при низких частотах) или обратного пьезоэлектрического эффекта (при высоких). Магнитострикция заключается в изменении длины (удлинение и укорочение) ферромагнитного стержня, помещенного в высокочастотное магнитное поле, с частотой изменения направления поля.

Рис. 1. Магнитострикционный излучатель УЗ.

1 – волновод, 2 – концентратор звуковой волны, 3 – сердечник, 4 – обмотка магнитострикционного преобразователя, 5 – провода к генератору электрических колебаний.

Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в изменении размера (удлинение и укорочение) кристаллической пластинки (кварц, сегнетова соль, титанат бария) под действием высокочастотного электрического поля (до 3 мГц).

Рис. 2. Пъезоэлектрический излучатель УЗ

Электромагнитные излучатели — получение колебаний подвижной механической системой под действием электромагнита, возбуждаемого переменным током 10200Гц — 12кГц.

Электродинамические излучатели — взаимодействие магнитных полей неподвижного постоянного магнита и звуковой катушки (или стержня), питаемой переменным током (50 — 5000 Гц).

Существуют также и аэро- и гидродинамические излучатели низкочастотного ультразвука.

Приемники УЗ — электроакустические преобразователи. К ним относятся в первую очередь пьезоэлектрические преобразователи, магнитострикционные, полупроводниковые и пьезополупроводниковые, электростатические приемники и электродинамические.

Термические приемники - для измерения интенсивности УЗ.