- •4. Сложение колебаний, направленных вдоль одной прямой и во взаимно перпендикулярных направлениях.
- •5. Сложные колебания. Гармонический спектр сложных колебаний, теорема Фурье. Разложение колебаний в гармонический спектр.
- •7. Уравнение волны. Энергетические хар-ки волны.
- •8. Излучатели и приемники уз.
- •10. .Взаимодействие уз с вещ: деформация, кавитация, выделение тепла, хим. Р-ции.
- •15. Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука. Закон Вебера-Фехнера. Уровни интенсивности, уровни громкости звука и единицы их измерения.
- •16. Аудиометрия и фонокардиография.
- •17. Физические основы работы аппарата восприятия звука.
- •18. Поглощение и отражение звуковых волн, акустический импеданс. Реверберация
- •19.(Дописать от руки) Основные понятия гидродинамики. Условие неразрывности струи. Уравнение Бернулли.
- •20. Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона. Единицы вязкости. Кровь как неньютоновская жидкость. Феномен Фареуса-Линдквиста. Факторы, влияющие на вязкость крови в живом организме.
- •23. Методы измерения вязкости жидкостей, определение вязкости крови.
- •48. Организм как открытая система. Теорема Пригожина.
- •61. Электрическое поле и его характеристики
- •62. Электрический диполь. Поле диполя. Диполь в электрическом поле.
- •63. . Понятие о мультиполе. Волокно миокарда как диполь.
- •27. Дипольный эквивалентный эл-кий генератор сердца.
- •65. Физические основы электро- и векторкардиографии. Теория Эйнтховена.
- •66. Аппараты для электрокардиографии.
- •67. Переменный ток и его физические хар-ки.
- •68. Цепь тока с активным сопротивлением.
- •69. Цепь с индуктивным сопротивлением.
- •70. Цепь с емкостным сопротивлением.
- •72. Электропроводность электролитов
- •74. Электропроводность биотканей для переменного . Зав-сть импеданса от частоты тока.
- •75. Реография как диагностический метод
- •76. Оценка жизнеспособности тканей путем измерения импеданса ткани при различных частотах переменного тока.
- •77. Основы импедансной плетизмографии.
- •78. Эл-кий импульс, импульсный ток и их хар-ки.
- •79. Электровозбудимость тканей.Реобаза.Хронаксия.
- •80. Генератор импульса(релаксационного колебания) и их практическое применение.
- •81. Эл-ный осциллограф
- •82. Дифференцирующая цепь.
- •83. Интегрирующая цепь.
- •84. . Электронные стимулятоы. Низкочаст. Физиотерапевт. Аппаратура.
- •85. Генераторы гармонических колебаний на транзисторе
- •86. Схема аппарата увч-терапии.Терапевтический контур.
- •87. Воздействие переменным электрическим полем.
- •88. Воздействие переменным магнитным.
- •89. Воздействие электромагнитными волнами.
- •90. Диатермия,дарсонвализация,диатермокоагуляция, диатермотомия.
- •91. . Общая схема съема, передачи и регистр. Мед –биол. Информации
- •92. . Электроды для съема сигнала.
- •94. Пьезоэлектрический эффект и его применение
- •95. . Биоуправляемые и энергетические датчики и их характеристики.
- •96. .Датчики температуры тела
- •98. Датчики параметров сердечно - сосуд. Системы.
- •100. Принцип работы мед. Приборов, регистр. Биопо-тенциалы.
- •101. Амплитудная характеристика усилителя. Амплитудные искажения и их предупреждение.
- •102. 65. Частотная хар-ка ус-теля. Линейные искажения.
- •108. Явление полного внутреннего отражения. Волоконная оптика
- •109. Линзы. Аберрация линз
- •110. Оптическая система глаза
- •112. . Увеличение и предел разрешения оптических микроскопов. Формула Аббе.
- •113. Специальные приемы оптической микроскопии
- •114. Общие свойства электромагнитных волн
- •116. Дифракция. Принцип Гюйгенса-Френеля
- •117. Интерференционные и дифрационные приборы
- •119. 120.
- •152. Физические основы применения рентгеновского излучения в медицине
- •153. 153,155 Защита от ионизирующего излучения(ии)
- •3 Вида защиты: защита временем, расстоянием и материалом.
- •154. Основы рентгеновской компьютерной томографии(кт)
- •155. В 153
- •156. Радиоактивность(р).Виды распада.
Механические колебания: гармаонические, затухающие.
Свободными колебаниями называют такие, торые совершаются без внешних воздействий за счет первоначально полученной телом энергии.Характерными моделями таких механических колебаний являются пружинный маятник математический маятник.
Гармонические колебания: х = Acos (ω0t+ф0), где w0t + ф0 = ф — фаза колебаний, ф0 — начальная фаза (при t = 0), ω0 — круговая частота колебаний, А — их амплитуда.
Амплитуда и начальная фаза колебаний определяются начальными условиями движения, т. е. положением и скоростью материальной точки в момент t = 0.
Таким образом, материальная точка, подвешенная на пружине (пружинный маятник) или нити (математический маятник), совершает гармонические колебания, если не учитывать силы сопротивления.
Затухающие колебания.В реальном случае на колеблющееся тело действуют силы сопротивления (трения), характер движения изменяется, и колебание становится затухающим:
x= A0e-βtcos(ωt+φ0), где β — коэффициент затухания;ω0 — круговая частота собственных колебаний системы (без затухания).
2. Энергия гармонических колебаний
Кинетическую энергию материальной точки, колеблющейся по гармоническому закону, можно вычислить используя выражение:
Ек =1/2mv2msin2(ω0t +φ0)= 1/2
mA2ω2osin2(ωot+ф0) =
=1/2kA2sin2 (ω0t+Фо).
Потенциальную энергию колебательного движения найдем, исходя из общей формулы для потенциальной энергии упругой
деформации Еп=1/2kx2:ЕП=1/2kA2cos2(ωоt+Фо).
Складывая кинетическую и потенциальную энергии, получаем полную механическую энергию материальной точки, колеблющейся по гармоническому закону: E=EК+EП=1/2kA2 sin2(ωоt+Фо)+1/2кА2 cos2 (ωоt+Фо)=1/2kA2[sin2(ωоу+ф0) +cos2(ωоt+Фо)]=1/2kA2.
Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.
Вынужденными колебаниями называются колебания, возникающие в системе при участии внешней силы, изменяющейся по периодическому закону. Частота вынужденного колебания равна частоте вынуждающей силы: х=Acos(ωоt+ф0).
Амплитуда вынужденного колебания прямо пропорциональна амплитуде вынуждающей силы и имеет сложную зависимость от коэффициента затухания среды и круговых частот собственного и вынужденного колебаний. Если ω0 и β для системы заданы, то амплитуда вынужденных колебаний имеет максимальное значение при некоторой определенной частоте вынуждающей силы, называемой резонансной. Само явление — достижение максимальной амплитуды вынужденных колебаний для заданных ω0 и β— называют резонансом. Вредное действие резонанса связано главным образом с разрушением, которое он может вызвать. Так, в технике, учитывая разные вибрации, необходимо предусматривать возможное возникновение резонансных условий, в противном случае могут быть разрушения и катастрофы.
Незатухающие колебания, существующие в какой-либо системе с затуханием при отсутствии переменного внешнего воздействия, называются автоколебаниями, а сами системы — автоколебательными. Классическим примером механической автоколебательной системы являются часы, в которых маятник или баланс являются колебательной системой, пружина или поднятая гиря — источником энергии, а анкер — регулятором поступления энергии от источника в колебательную систему.
Многие биологические системы (сердце, легкие и др.) являются автоколебательными. Характерный пример электромагнитной автоколебательной системы — генераторы электромагнитных колебаний.
4. Сложение колебаний, направленных вдоль одной прямой и во взаимно перпендикулярных направлениях.
Рассмотрим сложение одинаково направленных колебаний одного периода, но отличающихся начальной фазой и амплитудой. Уравнения складываемых колебаний заданы в следующем виде:
где и- смещения;и- амплитуды;и- начальные фазы складываемых колебаний. Амплитуду результирующего колебания удобно определить с помощью векторной диаграммы (рис. 7.5), на которой отложены векторы амплитудA1и A2складываемых колебаний под углами ик оси х и по правилу параллелограмма получен вектор амплитуды суммарного колебанияA. Если равномерно вращать систему векторов (параллелограмм) и проектировать векторы на ось OY, то их проекции будут совершать гармонические колебания в соответствии с заданными уравнениями. Взаимное расположение векторов A1, и A2 при этом остается неизменным, поэтому колебательное движение проекции результирующего вектора Aтоже будет гармоническим.
Отсюда следует вывод, что суммарное движение - гармоническое колебание, имеющее заданную циклическую частоту. Определим модуль амплитуды А результирующего колебания В угол(из равенства противоположных углов параллелограмма).
Следовательно отсюда
. Согласно теореме косинусов
|
Начальная фаза результирующего колебания определяется из:
Соотношения для фазы и амплитуды позволяют найти амплитуду и начальную фазу результирующего движения и составить его уравнение
Биения
Рассмотрим случай, когда частоты двух складываемых колебаний мало отличаются друг от друга , и пусть амплитуды одинаковы и начальные фазы, т.е.Сложим эти уравнения аналитически
ПреобразуемТогда
Так как все же медленно изменяется, величинунельзя назвать амплитудой в полном смысле этого слова (амплитуда величина постоянная). Условно эту величину можно назвать переменной амплитудой. График таких колебаний показан на рис. 1.6 Складываемые колебания имеют одинаковые амплитуды, но различны периоды, при этом периодыотличаются незначительно друг от друга. При сложении таких колебаний наблюдаются биения. Число n биений в секунду определяется разностью частот складываемых колебаний, т.е.Биения можно наблюдать при звучании двух камертонов, если частоты и колебаний близки друг к другу.
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.
Пусть материальная точка одновременно участвует в двух гармонических колебаниях, совершающихся с одинаковыми периодами Т в двух взаимно перпендикулярных направлениях. С этими направлениями можно связать прямоугольную систему координат XOY, расположив начало координат в положении равновесия точки. Обозначим смещение точки С вдоль осей ОХ и OY, соответственно, через х и у.
Начальная разность фаз равна π Уравнения колебания в этом случае имеют вид:
Следовательно, точка С колеблется вдоль отрезка прямой, проходящей через начало координат, но лежащие в других квадрантах, чем в первом случае. Амплитуда А результирующих колебаний в обоих рассмотренных случаях равна
В. Начальная разность фаз равна .
Уравнения колебаний имеют вид: Разделим первое уравнение на, второе - на:
При равных
амплитудах траекторией суммарного движения будет окружностьВ общем случае при, но кратным, т.е., при сложении, взаимно перпендикулярных колебаний колеблющаяся точка движется по кривым, называемым фигурами Лиссажу. Конфигурация этих кривых зависит от соотношения амплитуд, начальных фаз и периодов составляющих колебаний.