Вопрос8

Диапазон Слышимости - это...

Полный диапазон слуховых стимулов, которые может слышать средний взрослый субъект. Полное определение этого диапазона – сложная задача, так как слуховая система не равномерно чувствительна ко всем частотам. Однако достаточно следующих приблизительных данных: при частоте колебаний в диапазоне от приблизительно 20 Гц до 20 000 Гц, с точкой максимальной чувствительности в районе 1000-4000 Гц и с уменьшением чувствительности к более высоким и более низким звукам.

Вопрос9

ПОРОГ СЛЫШИМОСТИ

       

минимальная величина звукового давления, при к-ром звук данной частоты может быть ещё воспринят ухом человека. Величину П. с. принято выражать в децибелах, принимая за нулевой уровень звукового давления 2•10-5 Па на частоте 1 кГц (для плоской звуковой волны). П. с. зависит от частоты звука (рис.).

Частотная зависимость стандартного порога слышимости чистого тона.

При действии шумов и др. звуковых раздражений П. с. для данного звука повышается (см. МАСКИРОВКА ЗВУКА). У разных людей и у одних и тех же лиц в разное время П. с. может различаться в зависимости от возраста, физиол. состояния, тренированности.

Болевой порог — это уровень раздражения, причиняемого нервной системе, при котором человек чувствует боль. Болевой порог индивидуален для каждого, один и тот же уровень раздражения может выразиться как в незначительной, так и в сильной боли для разных людей. Если при минимальном воздействии человеку уже больно, то у него низкий болевой порог, если же воздействие, причиняющее боль, должно быть достаточно сильное, то болевой порог высокий. Болевой порог человека может снизиться при общем утомлении и недостатке витаминов группы «В».

Вопрос10

Каков механизм возникновения звука?

Звук возникает в верхних дыхательных путях. Расположенная позади ротовой и носовой полостей обычно мягкая трубчатая носоглотка при напряжении мышц, образующих ее стенку, становится твердой. Легкие раздувают эту трубку, и воздух, проходя через голосовые связки, образует звук.

Примечательно, что описанный механизм голосового звукообразования практически полностью идентичен механизму образования звука в духовых музыкальных инструментах, где порция воздуха проходит из полости рта через губы и преобразуется внутри инструмента в звуковые колебания.

Однако в отличие от музыкального инструмента, где образуется всегда один и тот же звук, мышцы человека, участвующие в образовании звуков, позволяют разнообразно варьировать их.

В момент формирования звука мышцы носоглотки, во-первых, удерживают трубку носоглотки так долго, насколько это необходимо для образования полноценного звука; во-вторых, гортань способна оставаться продолжительное время в необходимом положении, что позволяет голосовым связкам свободно производить звук.

11. физические и психофизиологические характеристики звука

Физические: интенсивность, частота (Гц), спектр

Физиологические: громкость, высота тона, тембр

13. как экспериментально снять аудиограмму

Аудиограмма – это график, отображающий состояние слуха человека. По горизонтальной оси откладываются частоты (от 125 до 8000 Гц, набор значений частот стандартный), а по вертикальной – пороги слышимости на соответствующих частотах, т.е. минимальные уровни звукового давления сигнала, при которых пациент слышит звук. При построении аудиограммы значения этих порогов измеряются специальным прибором – аудиометром.

Аудиограмма необходима для подбора и настройки слухового аппарата, поскольку содержит точную информацию о том, какое усиление требуется для каждой из частот.

14. строение органа слуха человека с точки зрения физики

3 части:

Наружное ухо( слуховой проход, ушная раковина)

Среднее ухо (перепонки, молоточек, наковальня, стремечко)

Внутреннее ухо ( улитка)

15.Теория восприятия звука( Гельмгольц, Бекеши)

Согласно теории Гельмгольца каждая волосковая клетка имеет свою резонансную частоту, и все клетки охватывают резонансом все слышимые частоты. Их возбуждение передается по слуховому нерву в головной мозг.

Бекиши установил, что собственная резонансная частота волосковых клеток не лежит в слышимых диапазонах. Кроме того, после удаления ряда волосковых клеток, больной все равно слышал весь диапозон.

Бекиши выдвинул теорию согласно которой в улитке располагается бегущая волна. Чем ниже частота вольны, тем дальше она проникает в улитку возбуждая все клетки.

АКУСТИКА

16. Звуковой резонанс. Его проявление, использование и подавление.

Резонанс-это резкое возрастание амплитуды колебаний при совпадении частоты свободных колебаний с частотой вынужденных колебаний. Чем меньше в колебательной системе потерь, тем выше ее добротность и тем выше и острее резонансная кривая. Резонанс используется в свистках, гудках, муз.инструментах(духовых и струнных акустических). Резонанс подавляется в театрах, концертных залах, радио и телестудии, для подавления посторонних шумов.

17. Акустика в медицине. Аускультация. Перкуссия.

Медицинская акустика — разработка медицинской аппаратуры, основанной на обработке и передаче звуковых сигналов (слуховые аппараты, диагностические приборы). Медицинская акустика, используя приемы и методы физиологической акустики, исследует и изыскивает возможности применения упругих колебаний в практической медицине (диагностике, терапии, хирургии). Одним из разделов использования звуковых колебаний в медицине являются устройства для протезирования голосового аппарата и коррекция слуха больного. Особенно широко применяется ультразвук. Он используется для терапии, все шире применяется в диагностических целях, дополняя рентгенографию. Ультразвук нашел применение в хирургии. Используется при лечении некоторых болезней мозга.

Аускультация  — метод физикальной диагностики в медицине, ветеринарии, экспериментальной биологии, заключающийся в выслушивании звуков, образующихся в процессе функционирования органов. Часто используется в технике для диагностики состояния узлов и агрегатов машин и механизмов. Аускультация бывает прямая — прикладывание уха к прослушиваемому органу, и непрямая — с помощью специальных приборов.

Перкуссия (медицина) — в медицине заключается в постукивании отдельных участков тела и анализе звуковых явлений, возникающих при этом.

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

1.Электрическое поле и его параметры.

Электрическое поле — одна из составляющих электромагнитного поля. Особый вид материи, существующий вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также при изменении магнитного поля.  Электрическое поле создается электрическими зарядами и обнаруживается при помощи электрических зарядов по действию на них определенной силы. Параметры эл.поля напряженность(измеряется в кВ/м) и потенциал(измеряется в кВ).

2.Электрический диполь его основные параметры.

Электрический диполь - система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов ( ), расстояние   между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля.

3. Диполь в однородном электрическом поле.

На диполь, находящийся в однородном электрическом поле, действует момент пары сил. Это приводит к повороту диполя и установлению его в поле таким образом, что вектора поля и дипольного момента оказываются направлены в одну сторону. Таким образом, на диполь в однородном электрическом поле действует вращающий момент, зависящий от электрического момента, ориентации диполя в поле и напряжённости поля.

4. Диполь находится в неоднородном внешнем поле. Разумеется, и здесь возникает вращающий момент, разворачивающий диполь вдоль поля (рис. 4). Но в этом случае на заряды действуют неодинаковые но модулю силы, равнодействующая которых отлична от нуля. Поэтому диполь будет еще и перемещаться поступательно, втягиваясь в область более сильного поля

5.

Рис. 2.2. Поле электрического диполя

Диполь образует вокруг себя электрическое поле. Если поместить диполь в центр проводящей среды, можно выявить линии равного потенциала (изопотенциальные линии). Линия, перпендикулярно пересекающая ось диполя, обладает нулевым потенциалом, который создается за счет электрических полей, образованных двумя равными по величине и противоположными по знаку полюсами. Положение изопотенциальной линии в проводящей среде зависит от расположения полюсов диполя и от конфигурации поверхности, ограничивающей среду.

Для фиксированных угловых координат (то есть на луче, идущем из центра электрического диполя на бесконечность) напряжённость статического^{[прим 4]} электрического поля диполя или в целом нейтральной системы зарядов, имеющей ненулевой дипольный момент,^{[прим 5]} на больших расстояниях r асимптотически приближается к виду r⁻³, электрический потенциал — к r⁻². Таким образом, статическое поле диполя убывает на больших расстояниях быстрее, чем поле простого заряда (но медленнее, чем поле любого более старшего мультиполя).

Напряжённость электрического поля и электрический потенциал неподвижного или медленно движущегося диполя (или в целом нейтральной системы зарядов, имеющей ненулевой дипольный момент) с электрическим дипольным моментом на больших расстояниях в главном приближении выражается как:

в СГСЭ:

в СИ:

где  — единичный вектор из центра диполя в направлении точки измерения, а точкой обозначено скалярное произведение.

Действие поля на диполь

Во внешнем электрическом поле на электрический диполь действует момент сил который стремится повернуть его так, чтобы дипольный момент развернулся вдоль направления поля.

Потенциальная энергия электрического диполя в электрическом поле равна

Со стороны неоднородного поля на диполь действует сила (в первом приближении):

7. То, что было на лекции: Классическая электрокардиография – метод регистрации биопотенциалов сердца на поверхности тела человека. С физической точки зрения сердце представляет собой 4-камерный насос двойного действия. Работа его происходит за счёт периодических сокращений и расслаблений поперечно-полосатой мышцы миокарда. В верхней части правого предсердия имеется узел, который выполняет роль электрического генератора импульса, запускающего работу сердца. Затем этот импульс распространяется по проводящей системе сердца, возбуждая предсердия. В нижней части левого предсердия есть ещё один узел, который является блоком задержки в проводящей системе сердца. Этот узел задерживает прохождение импульса, что необходимо для синхронизации работы предсердия и желудочков. Рассмотрим образование комплекса QRS(сокращение желудочков),соответствующего фазе возбуждения желудочков. Возбуждение начинается в межжелудочковой перегородке у стенки левого желудочка.При этом конец электрического вектора сердца описывает замкнутую петлю, проекция которой на линию отведения даёт комплекс QRS. Эйтховен предложил в 1903 году систему в виде равностороннего треугольника в области грудной клетки.

Проксимальные отделы нижних конечностей (L, R, F) рассматривать как вершины равностороннего треугольника, равноудаленные друг от друга и от центра Представлять электрическую активность сердца в виде точечного источника тока (диполя), который расположен в центре треугольника. Вектор электродвижущей силы сердца будет находиться во фронтальной плоскости тела и смещаться только вокруг сагиттальной оси.

8. Основные параметры цепей переменного тока

Ток, изменяющий свою величину и направление по какому-либо закону, называется переменным. Переменные токи, э. д. с. и напряжения характеризуются четырьмя основными параметрами: периодом, частотой, амплитудой и действующим значением Период. Промежуток времени Т, в течение которого э. д. с, напряжение и или ток i (рис. 169, а) совершают полный цикл изменений, периодом. Чем быстрее вращается виток или ротор генератора переменного тока, тем меньше период изменения э. д. с. или тока.

Частота. Число полных периодов изменения э. д. с, напряжения или тока в 1 с называется частотой,

f = 1 / T

Она измеряется в герцах (Гц), т. е. числом периодов в секунду. Чем больше частота, тем меньше период изменения тока, напряжения или э. д. с. (рис. 169,б). В Советском Союзе все электрические станции переменного тока вырабатывают ток, изменяющийся с частотой 50 Гц, т. е. 50 периодов в секунду. В автоматике и радиотехнике применяют электрические токи и более высоких частот. Такие частоты измеряются в килогерцах (1 кГц=10³ Гц) и мегагерцах (1 МГц=10⁶ Гц).

Рис. 169. Кривые изменения синусоидального переменного тока при различной частоте

Из рис. 169,а следует, что в течение времени одного периода Т фаза ?t тока (э. д. с. или напряжения) изменяется на угол 360°, или 2? радиан. Поэтому

? = 2?/T = 2?f

Эту величину называют угловой частотой переменного тока, она имеет размерность рад/с.

Амплитуда. Наибольшее значение переменного тока (переменных э. д. с. и напряжения) называют амплитудным значением, или амплитудой. В рассмотренном нами простейшем генераторе переменного тока (см. рис. 168, а) э. д. с. е дважды достигает амплитудного значения: во время первого полуоборота +Е_т (направлена от начала витка к его концу), а во время второго полуоборота — Е_т (направлена от конца витка к его началу). Точно так же за один период ток i 2 раза достигает амплитудного значения: I_т и — I_т. Амплитудное значение тока, напряжения и э. д. с. в формулах обозначают соответствующими буквами с индексами «т», т. е. I_т U_т, Е_т и др.

Действующее значение. Ток, напряжение и э. д. с, действующие в электрической цепи в каждый отдельный момент времени, определяются так называемыми мгновенными значениями. Эти значения принято обозначать строчными буквами i, и, е. Однако судить о переменных э. д. с, токе или напряжении по их мгновенным значениям неудобно, так как эти значения непрерывно меняются. Поэтому оценивать способность переменного тока совершать механическую работу или создавать тепло принято по действующему его значению. Под действующим значением переменного тока понимают силу такого постоянного тока (прямая 2 на рис. 169,а), который, проходя по проводнику в течение некоторого времени (например, в течение одного периода или 1 с), выделит в нем такое же количество тепла (произведет такую же механическую работу), как и данный переменный ток (кривая 1). Действующие значения тока, напряжения и э. д. с. обозначают соответственно I, U, Е.

АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

 

Сопротивление, включенное в цепь переменного тока, в котором происходит превращение электрической энергии в полезную рабо­ту или в тепловую энергию, называется активным сопротивлением.

К активным сопротивлениям при промышленной частоте (50 гц) относятся, например, электрические лампы накаливания и электро­нагревательные устройства.

 

Рассмотрим цепь переменного тока (рис. 53), в которую вклю­чено активное сопротивление. В такой цепи под действием перемен­ного напряжения протекает переменный ток. Изменение тока в Цепи, согласно закону Ома, зависит только от изменения напряже­ния, подключенного к ее зажимам. Когда напряжение равно нулю, ток в цепи также равен нулю. По мере увеличения напряжения ток в Цепи возрастает и при максимальном значении напряжения ток становится наибольшим. При уменьшении напряжения ток убывает. Когда напряжение изменяет свое направление, ток также изменяет свое направление и т. д.

Из сказанного следует, что в цепи переменного тока с актив­ным сопротивлением по мере изменения по величине и направлению напряжения одновременно пропорционально меняются величина и Направление тока. Это значит, что ток и напряжение совпадают по фазе.

Построим векторную диаграмму действующих величин тока и  напряжения для цепи с активным сопротивлением. Для этого отлов жим в выбранном масштабе по горизонтали вектор напряжения   Чтобы на векторной диаграмме показать, что напряжение и ток в  цепи совпадают по фазе (=0), откладываем вектор тока I по направлению вектора напряжения.

Сила тока в такой цепи определяется по закону Ома:

 

В этой цепи среднее значение мощности, потребляемой активным сопротивлением, выражается произведением действующих значения тока и напряжения.

Пример.   К  цепи  переменного   тока   с  активным   сопротивлением   r=55 ом    подключен генератор, максимальное значение напряжения которого U_m=310,2 в.

Определить:

показание вольтметра, подключенного к зажимам генератора;

показание амперметра, включенного в цепь;

среднее значение мощности, потребляемой сопротивлением.

 Решение. Известно,   что   электроизмерительные   приборы,   включенные в цепь переменного тока, измеряют действующие    значения.    Поэтому    показание  вольтметра, измеряющего напряжение,

 

Показание амперметра, измеряющего действующее значение тока,

Среднее  значение  активной   мощности,   потребляемой  сопротивлением,   Р=220х4 = 880 вт или Р=I²r=42x55=16x55=880 вт.

Конденсатор в Цепи Переменного Тока

Если конденсатор включить в цепь постоянного тока, то в цепи возникает кратковременный импульс тока, который заряжает конденсатор до напряжения источника, а затем ток прекращается. Если заряженный конденсатор отключить от источника постоянного тока и соединить его обкладки с выводами лампы накаливания, то конденсатор будет разряжаться, при этом наблюдается кратковременная вспышка лампы. 

При включении конденсатора в цепь переменного тока процессы зарядки и разрядки конденсатора чередуются с периодом, равным периоду колебаний приложенного переменного напряжения, и лампа накаливания (рис. 73), включенная последовательно с конденсатором, кажется горящей непрерывно, так как человеческий глаз при промышленной частоте колебаний силы тока не замечает периодического ослабления свечения нити лампы.

При изменениях напряжения на обкладках конденсатора по гармоническому закону U = U_mcos wt (4.16) заряд на его обкладках изменяется по закону:

 

Из сравнения (4.16) и (4.17) следует два вывода: ток по фазе на ПИ/=2 при разрядке конденсатора опережает колебания напряжения на его обкладках и емкостное сопротивление х_с, равное отношению амплитуды напряжения на конденсаторе к амплитуде силы тока, равно:

Емкостное сопротивление обратно пропорционально емкости конденсатора и циклической частоте переменного тока.

Емкостное и индуктивное сопротивления называют реактивными. Это означает, что на них не происходит превращение электрической и магнитной энергии во внутреннюю, т. е. тепловую.