- •Часть 2
- •Рекомендации к работе с пособием.
- •Установить во сколько раз изменится размер единицы данной производной физической величины при изменении размеров единиц величин, принятых за основные.
- •Произвести проверку правильности уравнений, полученных в результате теоретических выводов. Проверка основана на том, что
- •Произвести анализ размерностей, который является методом установления функциональных связей между физическими величинами.
- •Подставьте в рабочую формулу числовые значения заданных и табличных величин, выраженные в си, и произведите вычисления, руководствуясь правилами приближённых вычислений.
- •Оцените (там, где это возможно) правдоподобность числового ответа. Приведём пример оформления решения задачи.
- •3. Колебания и волны, биоакустика
- •4. Электробиология
- •4.45. Приведите примеры магнетиков, входящих в состав биологических систем.
- •4.46. Укажите тип магнетиков, к которому относятся свободные радикалы в биологических системах.
- •Решения, указания, ответы
- •3. Колебания и волны, биоакустика.
- •3.24. Уравнение затухающих колебаний в каноническом виде:
- •Для , учитывая, что при колебаниях , получаем , что соответствует максимуму знаменателя формулы: Значит, при говорить о резонансе не приходится.
- •3.27. В задаче 3.26 была найдена резонансная частота:
- •3.31. Ответ: 1) - в сторону уменьшения координаты х.
- •3.39. Поглощённая за секунду энергия есть величина численно равная поглощённой барабанной перепонкой мощности звуковой волны. , здесь: - поглощённая мощность,
- •3.42. Запишем выражение для нормы:
- •3.44. Интенсивность – это средняя по времени энергия, которую переносит волна через единичную площадку, ориентированную перпендикулярно направлению распространения волны.
- •3.45. Интенсивность – это средняя по времени энергия, которую переносит волна через единичную площадку, ориентированную перпендикулярно направлению распространения волны.
- •3.46. Тепловая энергия, которая должна быть поглощена водой для того, чтобы вода нагрелась от начальной температуры до температуры кипения при нормальных условиях:
- •3.49. Угол α не может быть сделан меньше некоторого критического угла αкр из-за различия значений скорости распространения ультразвука в крови и в тканях стенки сосуда.
- •3.50. В национальном стандарте сша в качестве одного из требований по безопасности при узи вводится
- •4. Электробиология
- •4 .41. Решение. 1) Действующий фактор – электрический ток частотой 5 мГц, который является квазистационарным для электрических цепей длиной до
- •4.42. Решение. Выделим в объёме проводника малую область в виде цилиндра с площадью δs и высотой V:
- •4.51. Решение. Элемент работы при повороте объекта с магнитным моментом получим, если учтём, что и момент сил поля противоположны по знаку.
- •Справочные материалы
- •Наименования и обозначения приставок си
- •Правила приближённых вычислений.
- •При возведении в степень в результате оставляют столько значащих цифр, сколько их имеет основание степени, например,
- •При извлечении корней в результате оставляют столько значащих цифр, сколько их имеет подкоренное выражение, например,
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 от n
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: In = 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:
