Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Физика Лаб 8.09.10.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
09.11.2019
Размер:
1.53 Mб
Скачать

Устройство и принцип работы установки

Определение скорости звуковой волны проводиться на установке, представленной на рис. 3, состоящей из генератора звуковых колебаний (ГЗ), телефона (Т) и стеклянного цилиндрического сосуда с краном (К). Если к отверстию сосуда поднести источник звука - телефон, то в столбе воздуха, находящегося в сосуде возникнут колебания с частотой, создаваемой источником звука. Звуковая волна от телефона и волна, отраженная от поверхности воды складываются, образуя стоячую волну в столбе воздуха над водой (рис. 4).

Рис. 3. Рис. 4.

Если уровень воды (расстояние у1, или у2, или у3 и т.д.) таков, что возникают стоячие волны с узлом на поверхности воды и пучностью у открытого конца сосуда, то интенсивность звука, идущего в пространстве, максимальна. При понижении уровня воды в цилиндрическом сосуде, например с уровня у1, звук ослабляется, а при достижении уровня у2 вновь усиливается и т.д. Таким образом звук вновь усиливается, когда уровень воды смещается на расстояние Δу = λ/2 = λст. В этом случае вновь у верхнего конца сосуда образуется пучность, а на поверхности воды – узел.

Длина звуковой волны и скорость звука определяются по формулам:

λ= 2 λст = 2 Δуср и υ = λν = 2 Δусрν, (1, 2)

где ν – задаваемая генератором частота звуковых волн.

Вопросы для самоконтроля

1. Механические волны.

2. Основные виды механических волн.

3. Уравнение плоской волны. Фаза волны. Фронт волны. Скорость волны. Длина волны.

4. При каких условиях возникают стоячие волны? Что такое узлы и пучности стоячей волны? Чему равно расстояние между ними?

5. Поток энергии волн. Вектор Умова.

6. Ударные волны.

Приборы и принадлежности:

Звуковой генератор, телефон, стеклянный циллиндрический сосуд с регулируемым уровнем жидкости.

Схема работы:

Последовательность действий

Способ выполнения задания

1. Изучение установки для определения скорости звука методом стоячих волн.

1. Ознакомьтесь с устройством и принципом работы установки (см. раздел Устройство и принцип работы установки).

2. Определение скорости звука в воздухе.

1. Наполните стеклянный цилиндрический сосуд водой почти до верха.

2. Установите телефон над сосудом.

Включите звуковой генератор и подайте звуковой сигнал с частотой ν = 1500 Гц.

3. При помощи крана медленно понизьте уровень воды в сосуде и по всей длине сосуда отметьте мелом уровни (y1, y2, y3 и т.д.) резкого усиления звука (рис.).

4. Измерьте расстояние между отметками (Δy1, Δy2, Δy3…). Измерения проведите 3 раза. Результаты измерений занесите в таблицу 1.

4. Проведите аналогичные опыты с частотой звуковой волны ν = 2000Гц. Результаты измерений занесите в таблицу, аналогичную таблице 1.

Таблица 1

ν = 1500 Гц

λст

λ

υ

Δυ

1

Δy1=

Δy2=

Δy3=

Δyср1=

2

Δy1=

Δy2=

Δy3=

Δyср2=

3

Δy1=

Δy2=

Δy3=

Δyср3=

ср

-

3. Обработка результатов измерений

1. По формулам (1,2) рассчитайте среднюю скорость звука. Рассчитайте относительную погрешность в каждом эксперименте. Результаты занесите в таблицу.

2. Проанализируйте полученные результаты и сформулируйте выводы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Изучение физической основы аускультативного метода ИЗМЕРЕНИя АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ КРОВИ

Измерение величины давления крови в системе артериального кровообращения имеет большое значение в диагностике, поэтому врачу необходимо знать непрямые методы измерения давления, которые применяются во врачебной практике.

ЦЕЛЬ занятия:

Изучить физические основы аускультативного метода (метода Н.С. Короткова) измерения артериального давления крови у человека.

Исходные знания:

1. Понятие давления, единицы измерения.

ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ:

1. Физические факторы, создающие давление крови.

2. Основные биофизические свойства кровеносных сосудов.

3. Изменение величины давления крови по ходу сосудистого русла.

4. Колебания давления крови в разных сосудах. Периферическое сопротивление сосудов.

5. Методика определения артериального давления по методу Н.С. Короткова.

6. Принцип работы сфигмоманометра.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Лекции.

2. А.Н. Ремизов Медицинская и биологическая физика, М., 2004, гл. 9. с.150-160

3. В.Ф. Антонов и др. Биофизика, М., 2000, гл. 9, с. 181-210.

4. Н.М. Ливенцев Курс физики, М., 1978, т.1, гл. 2. с. 33-41.

Теоретические предпосылки работы:

Основное назначение сердечно-сосудистой системы - обеспечение кровообращения, т. е. постоянной циркуляции крови в замкнутой системе сердце - сосуды. Движущей силой кровотока является энергия, задаваемая сердцем потоку крови в сосудах, и градиент давления - разница давлений между различными отделами сосудистого русла.

Давлением Р называется величина, численно равная отношению силы F, действующей перпендикулярно на поверхность, к площади S этой поверхности:

Р = F/S

Единица измерения давления в СИ — паскаль (Па), внесистемные единицы: миллиметр ртутного столба (1 мм рт. ст. = 133 Па), сантиметр водяного столба, атмосфера, бар и т. д.

Кровь течет от области высокого давления к области низкого давления. Поэтому из аорты (где среднее давление составляет 100 мм рт. ст.) кровь течет через систему магистральных артерий (80 мм рт. ст.) и артериол (40-60 мм рт. cm.) в капилляры (15-25 мм рт. ст.), откуда поступает в венулы (12-15 мм рт. ст.), венозные коллекторы (3-5 мм рт. ст.) и полые вены (1-3 мм рт. ст.).

При сокращении сердечной мышцы в аорту, уже заполненную кровью, под соответствующим давлением, выталкивается так называемый ударный объем крови, равный 65—70 мл. Поступивший в аорту дополнительный объем крови повышает давлений в ней и, соответственно, растягивает ее стенки. Волна повышенного давления, которое называется систолическим, передается к периферии сосудистых стенок, артерий и артериол в виде упругой волны. Эта волна давления называется пульсовой волной. Скорость ее распространения зависит от упругости сосудистых стенок и равна 6-8 м/с.

Во время расслабления сердечной мышцы (диастола), растянутые кровеносные сосуды спадаются, сообщая энергию току крови. Количество крови, протекающее через поперечное сечение участка сосудистой системы в единицу времени, называется объемной скоростью кровотока (л/мин.).

Эта величина зависит от разности давлений в начале и конце участка и его сопротивления току крови. На рис. 1 приведен график изменения давления крови в основных отделах сосудистой системы большого круга кровообращения.

Рис. 1.

Гидравлическое (гемодинамическое) сопротивление сосудов прямо пропорционально вязкости жидкости η, длине сосуда l и обратно пропорционально радиусу r сосудов в четвертой степени. Оно находится из уравнения:

w = 8 η l /πr4

Физический параметр давления крови играет большую роль в диагностике заболеваний. Давление в жидкостях и газах измеряется с помощью манометров, которые бывают жидкостными и металлическими.

В медицине широко применяется бескровный способ измерения артериального давления по Н. С. Короткову, основанный на выслушивании звуков, возникающих при прохождении крови через сжатую плечевую артерию.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]