1.Гармоническое колебание и его характеристики: амплитуда, частота, период, фаза. Волна и ее виды (поперечная и продольная). Длина волны и ее связь со скоростью волны и частотой. Волновой вектор.

Гармонические колебания — колебания, при которых физическая величина изменяется с течением времени по гармоническому закону.

Амплитуда - максимальное за период отклонение колеблющейся величины от среднего за период значения.

Фаза - это величина, которая характеризует положение и направление движения колеблющегося тела в некоторый момент времени.

Частота - циклическая частота, показывающая, на сколько радиан (градусов) изменяется фаза колебания за 1 с.

Период – это время, за которое фаза меняется на 2π

Механическая волна – процесс распространения колебаний в упругой среде, сопровождающийся переносом энергии.

Виды волн:

А) поперечные волны (волны сдвига): колебания частиц среды происходит перпендикулярно направлению распространения волны. В среде образуются периодические деформации сдвига.

Б) продольные волны (волны сжатия): колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны. В среде образуются периодические деформации растяжения и сжатия.

Длина – это наименьшее расстояние между точками среды, фаза колебаний которых одинакова или расстояние, на которое перемещается фронт волны за время, равное периоду колебаний (T) частиц. При одинаковой частоте, длина волны будет меняться при переходе из одной среды в другую.

Волновой вектор — вектор, направление которого перпендикулярно фазовому фронту бегущей волны, а абсолютное значение равно волновому числу.

2. Интенсивность волны. Зависимость интенсивности волны от глубины проникновения в среду (две формулы). Коэффициент поглощения. Глубина полупоглощения. Удельное волновое сопротивление. Коэффициент проникновения. Интенсивность волны – это величина, равная потоку энергии, переносимой волной через единичную площадь, перпендикулярную направлению распространения волны:

Зависимость интенсивности волны от глубины проникновения: При заданной частоте интенсивность УЗ убывает по экспоненциальному закону:

I=I₀e^-kh

В медицинских исследованиях:

I=I_o2^-kh

Если среда, в которой происходит распространение УЗ обладает вязкостью и теплопроводностью, то при распространении УЗ происходит её поглощение. Величину поглощения можно охарактеризовать коэффициентом поглощения k, который показывает, как изменяется интенсивность УЗ в среде.

Глубина полупоглощения – это глубина, на которой интенсивность УЗ волны уменьшается вдвое.

Коэффициентом проникновения - величина равная отношению интенсивности преломленной волны к интенсивности падающей волны.

Удельное волновое сопротивление- отношение амплитуды звукового давления к амплитуде колебательной скорости в бегущей волне.

3. Диапазоны: инфразвука, звука, ультразвука, гиперзвука. Уровень интенсивности (ед. измерения), громкость звука (ед. измерения). Закон Вебера-Фехнера.  Диапазон инфразвука – от 0,001 Гц до 16 Гц. Диапазон звука – от 16 Гц до 20 000 Гц. Диапазон ультразвука – от 20 000 Гц до 10⁹ Гц Диапазон гиперзвука – от до Гц

Уровень интенсивности – величина, характеризующая мощность, переносимую звуковой волной в направлении распространения. [Б] - бел или [дБ] – децибел.

Громкость звука - характеризует уровень слухового ощущения, может быть оценена экспериментально. Имеет единицу измерения “фон”.

Психофизический закон Вебера-Фехнера: Если раздражение увеличить в геометрической прогрессии, то ощущение этого раздражения возрастает в арифметической прогрессии.