4.Эффект доплера

Эффект Доплера – изменение частоты волн, воспринимаемых приёмником волн, вследствие относительного движения источника волн и наблюдателя. С его помощью диагностирую состояние и работу органов

Эффект Доплера — изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника и/или движением приёмника.Для волн (например, звука), распространяющихся в какой-либо среде, нужно принимать во внимание движение, как источника, так и приёмника волн относительно этой среды. Для электромагнитных волн (например, света), для распространения которых не нужна никакая среда, в вакууме имеет значение только относительное движение источника и приёмника. Если источник волн движется относительно среды, то расстояние между гребнями волн (длина волны) зависит от скорости и направления движения. Если источник движется по направлению к приёмнику, то есть догоняет испускаемую им волну, то длина волны уменьшается, если удаляется — длина волны увеличивается:

где ω0 — частота, с которой источник испускает волны, c — скорость распространения волн в среде, v — скорость источника волн относительно среды (положительная, если источник приближается к приёмнику и отрицательная, если удаляется)

Частота, регистрируемая неподвижным приёмником

Дифракцией называется огибание волнами препятствия, их проникновение в область геометрической тени. Это одно из характерных явлений для волн любой природы. Особенно заметно дифракция проявляется тогда, когда размеры препятствия сравнимы с длиной волны. Звуковые волны, например, имеют длину порядка метров, и их дифракцию обнаружить легко — звук можно услышать из-за угла.

Интерференция волн — взаимное усиление или ослабление амплитуды двух или нескольких когерентных волн, одновременно распространяющихся в пространстве.Интерферировать могут все волны, однако устойчивая интерференционная картина будет наблюдаться только в том случае, если волны имеют одинаковую частоту и колебания в них не ортогональны.

5. Ультразвук; воздействие ультразвука на организм, применение в медицине.

Ультразвуком называют механические колебания и волны, частоты которых более 20 кГц

Ультразвуковые частоты делят на три диапазона:

• УНЧ - ультразвук низких частот (20-100 кГц);

• УСЧ - ультразвук средних частот (0,1-10 МГц);

• УЗВЧ - ультразвук высоких частот (10-1000 МГц).

Биологическое действие ультразвука, т.е. изменения, вызываемые в жизнедеятельности и структурах биологических объектов при воздействии на них ультразвука, определяется, главным образом, его интенсивностью и длительностью облучения и может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на жизнедеятельность организмов. Так, возникающие при сравнительно небольших интенсивностях УЗ (до 1,5 Вт/см2) механические колебания частиц производят своеобразный микромассаж тканей, способствующий лучшему обмену веществ и лучшему снабжению тканей кровью и лимфой. Локальный нагрев тканей на доли и единицы градусов, как правило, способствует жизнедеятельности биологических объектов, повышая интенсивность процессов обмена веществ. Ультразвуковые волны малой и средней интенсивности вызывают в живых тканях положительные биологические эффекты, стимулирующие протекание нормальных физиологических процессов.

УЗ большой интенсивности (3-10 Вт/см2) оказывает вредное воздействие на отдельные органы и человеческий организм в целом. Высокая интенсивность ультразвука может привести к возникновению в биологических средах акустической кавитации, сопровождающейся механическим разрушением клеток и тканей. Длительные интенсивные воздействия ультразвуком могут привести к перегреву биологических структур и к их разрушению (денатурация белков и др.). Воздействие интенсивного ультразвука может иметь и отдаленные последствия. Например, при длительных воздействиях УЗ частотой 20-30 кГц, возникающих в некоторых производственных условиях, у человека появляются расстройства нервной системы, повышается утомляемость, существенно поднимается температура, возникают нарушения органа слуха.

Очень интенсивный УЗ для человека смертелен. Так, в Испании 80 добровольцев были подвергнуты действию УЗ турбулентных двигателей. Результаты этого варварского эксперимента оказались плачевными: 28 человек погибли, остальные оказались полностью или частично парализованы.

Использование УЗ в медицине: терапии, хирургии, диагностике:

1)УЗ-терапия

Терапевтическое действие УЗ обусловлено механическим, тепловым, химическим факторами. Их совместное действие улучшает проницаемость мембран, расширяет кровеносные сосуды, улучшает обмен веществ, что способствует восстановлению равновесного состояния организма. Дозированным пучком УЗ можно провести мягкий массаж сердца, легких и других органов и тканей.

В отоларингологии УЗ воздействует на барабанную перепонку, слизистую оболочку носа. Таким способом осуществляют реабилитацию хронического насморка, болезней гайморовых полостей.

2)УЗ-хирургия

УЗ-хирургия подразделяется на две разновидности, одна из которых связана с воздействием на ткани собственно звуковых колебаний, вторая - с наложением УЗ-колебаний на хирургический инструмент.

Разрушение опухолей. Несколько излучателей, укрепленных на теле пациента, испускают пучки УЗ, фокусирующиеся на опухоли. Интенсивность каждого пучка недостаточна для повреждения здоровой ткани, но в том месте, где пучки сходятся, интенсивность возрастает и опухоль разрушается под действием кавитации и тепла.

Сваривание мягких тканей. Если сложить два разрезанных кровеносных сосуда и прижать их друг к другу, то после облучения образуется сварной шов.

Сваривание костей. Область перелома заполняют измельченной костной тканью, смешанной с жидким полимером (циакрин), который под действием УЗ быстро полимеризуется. После облучения образуется прочный сварной шов, который постепенно рассасывается и заменяется костной тканью.

Наложение УЗ-колебаний на хирургические инструменты (скальпели, пилки, иглы) существенно снижает усилия резания, уменьшает болевые ощущения, оказывает кровоостанавливающее и стерилизующее действия. Амплитуда колебаний режущего инструмента при частоте 20-50 кГц составляет 10-50 мкм. УЗ-скальпели позволяют проводить операции в дыхательных органах без вскрытия грудной клетки, операции в пищеводе и на кровеносных сосудах. Вводя длинный и тонкий УЗ-скальпель в вену, можно разрушить холестериновые утолщения в сосуде.

Стерилизация. Губительное действие УЗ на микроорганизмы используется для стерилизации хирургических инструментов.

3) УЗ-диагностика

Ультразвуковая диагностика - совокупность методов исследования здорового и больного организма человека, основанных на использовании ультразвука

6. Идеальная жидкость-несжимаемая жидкость,не обладающая вязкостью.подход к жидкости как несжимаемой позволяет получить для ее течения уравнение неразрывности струи.Подход к жидкости как не обладающей вязкостью позволяет применить для ее течения закон сохранения мех. Энергии-уравнение Бернулли.То что для идеальной жидкости вязкость=) означает,что скорости всех слоев текущей жидкости одинаковы-нет сил внутреннего трения,а отсюда и факт сохранения мех.энергии.Уравнение Бернулли выводится из принципа сохранения работы,совершаемой внешними силами над идеальной жидкостью.В этом случае работа идет на изменение только мех.энергии жидкостисумма трех членов уравнения Бернулли для любого сечения потока идеальной жидкости есть величина постоянная.

7.Понятия стационарного потока, ламинарное и турбулентное течения. Линии, поверхности тока (слои). Течение жидкости называется установившимся (или стационарным), если форма и распо­ложение линий тока, а также значения скоростей в каждой ее точке со временем не изменяются. Турбулентное течение - форма течения жидкости или газа, при которой их элементы совершают неупорядоченные, неустановившиеся движения по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемешиванию между слоями движущихся жидкости или газа/ Ламина́рное тече́ние — течение, при котором жидкостьилигазперемещается слоями без перемешивания и пульсаций (то есть беспорядочных быстрых изменений скорости и давления).Число или критерий Рейно́льдса (=ƿжῦD/ῆ) — безразмерная величина, характеризующая отношение нелинейного идиссипативного членов в уравнении Навье-СтоксаHYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE_%D0%A0%D0%B5%D0%B9%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B4%D1%81%D0%B0" \l "cite_note-0"^[1]. Число Рейнольдса также считается критерием подобиятечения вязкойжидкости. Т.к. число рейнольдса зависит от вязкости и плотности жидкости, то удобно ввести их отношение, называемое кинематической вязкостью: н= з/рж Число Рейнольдса определяется следующим соотношением:v — характерная скорость, м/с;

L — характерный размер, м; Q — объёмная скорость потока;

A — площадь сечения трубы.

8. Вязкость- внутреннее трение, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

Формула Ньютона

F=ƞ(dʋ/dx)S, где dʋ/dx- изменение скорости,S- площадь соприкосновения слоев, ƞ- динамическая вязкость жидкости.

ν= ƞ/ρ, где ν- кинематический коэффициент вязкости, ƞ- динамическая вязкость жидкости, ρ- плотность жидкости.

Ньютоновскими называются жидкости, течение которых подчиняется уравнению Ньютона и не зависит от градиента скорости. Неньютоновскими называются жидкости, течение которых не подчиняется уравнению Ньютона. Неньютоновские жидкости- кровь, так как содержит белки и клетки крови.