Уникальные учебные работы для студентов


Реферат на тему механические волны по физике

Механические волны могут распространяться только в какой-нибудь среде веществе: В вакууме механическая волна возникнуть не. Источником волн являются колеблющиеся тела, которые создают в окружающем пространстве деформацию среды.

  • Геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе, называется волновой поверхностью;
  • Мгновенные значения той и другой энергии изменяются одновременно в фазе соответственно изменению смещения частиц;
  • Практически стоячие волны возникают при отражении волн от преград;
  • Изменение упругой силы по закону Гука пропорционально изменению длины пружины или смещению шарика х;
  • Итак, смещение x изменяется со временем по закону косинуса;
  • Кольский Г Волны напряжения в твердых телах, пер.

В жидкостях и газах, которые обладают упругостью объёма, но не обладают упругостью формы, могут распространяться лишь продольные волны разрежения-сжатия, где колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны.

Звук - упругие волны, продольно распространяющиеся в какой-либо упругой среде и создающие в ней механические колебания. Физические параметры звука 1. В энергетическом отношении реальные колебательные системы характеризуются изменением энергии вследствие частичной её затраты на работу против сил трения излучение в окружающее пространство.

В упругой среде колебания постепенно затухают. Для характеристики затухающих колебаний используются коэффициент затухания Sлогарифмический декремент D и добротность Q. Коэффициент затухания отражает быстроту убывания амплитуды с течением времени. Уменьшение амплитуды за один цикл характеризуется логарифмическим декрементом. Логарифмический декремент равен отношению периода колебаний ко времени затухания ф: Если на колебательную систему с потерями действовать периодической силой, то возникают вынужденные колебания, характер которых в той или иной мере повторяет изменения внешней силы.

Частота вынужденных колебаний не зависит от параметров колебательной системы. Напротив, амплитуда зависит от массы, механического сопротивления и гибкости системы.

Такое явление, когда амплитуда колебательной скорости достигает максимального значения, называется механическим резонансом. При этом частота вынужденных колебаний совпадает с частотой собственных незатухающих колебаний механической системы.

При частотах воздействия, значительно меньших резонансной, внешняя гармоническая сила уравновешивается практически только силой упругости. При частотах возбуждения, близких к резонансной, главную реферат на тему механические волны по физике играют силы трения. При условии, когда частота внешнего воздействия значительно больше резонансной, поведение колебательной системы зависит от силы инерции или массы.

Свойство среды проводить акустическую энергию, в том числе и ультразвуковую, характеризуется акустическим сопротивлением. Акустическое сопротивление среды выражается отношением звуковой плотности к объёмной скорости ультразвуковых волн.

Удельное акустическое сопротивление среды устанавливается соотношением амплитуды звукового давления в среде к амплитуде колебательной скорости её частиц. Чем больше акустическое сопротивление, тем выше степень сжатия и разряжения среды при данной амплитуде колебания частиц среды.

Численно, удельное акустическое сопротивление среды Z находится как реферат на тему механические волны по физике плотности среды с на скорость с распространения в ней ультразвуковых волн: Акустическое сопротивление среды определяется поглощением, преломлением и отражением ультразвуковых волн. Звуковое или акустическое давление в среде представляет собой разность между мгновенным значением давления в данной точке среды при наличии реферат на тему механические волны по физике колебаний и статического давления в той же точке при их отсутствии.

Иными словами, звуковое давление есть переменное давление в среде, обусловленное акустическими колебаниями. Максимальное значение переменного акустического давления амплитуда давления может быть рассчитано через амплитуду колебания частиц: Наряду с указанными единицами часто пользуются внесистемными единицами давления - атмосфера атм.

Давление, оказываемое на частицы среды при распространении волны, является результатом действия упругих инерционных сил. Последние вызываются ускорениями, величина которых также растёт в течение периода от нуля до максимума амплитудное значение ускорения. Кроме того, в течение периода ускорение меняет свой знак.

Примеры решения задач

Максимальные значения величин ускорения и давления, возникающие в среде при прохождении реферат на тему механические волны по физике ней ультразвуковых волн, для данной частицы не совпадают во времени. В момент, когда перепад ускорения достигает своего максимума, перепад давления становится равным нулю.

Амплитудное значение ускорения а определяется выражением: Если бегущие ультразвуковые волны наталкиваются на препятствие, оно испытывает не только переменное давление, но и постоянное. Возникающие при прохождении ультразвуковых волн участки сгущения и разряжения среды создают добавочные изменения давления в среде по отношению к окружающему её внешнему давлению.

Такое добавочное внешнее давление носит название давления излучения радиационного давления. Оно служит причиной того, что при переходе ультразвуковых волн через границу жидкости с воздухом образуются фонтанчики жидкости и происходит отрыв отдельных капелек от поверхности. Этот механизм нашёл применение в образовании аэрозолей лекарственных веществ.

Сколько стоит написать твою работу?

Радиационное давление часто используется при измерении мощности ультразвуковых колебаний в специальных измерителях - ультразвуковых весах. Величину порога слышимости принято выражать в децибелах, принимая за нулевой уровень звукового давления 2Ч10?

  • В частности, чисто продольные и чисто сдвиговые волны могут распространяться только в кристаллах определённых симметрий и по определённым направлениям, как правило, совпадающим с направлением кристаллографичесих осей;
  • А Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике, М 1966;
  • В сдвиговых волнах движение частиц перпендикулярно направлению распространения волны, а деформация является чистым сдвигом;
  • Колебания, возбуждаемые в одной точке, в однородной изотропной среде распространяются от нее равномерно по всем направлениям, такая волна называется сферической.

Порог слышимости зависит от частоты звука. При действии шумов и других звуковых раздражителей порог слышимости для данного звука повышается, причём повышенное значение порога слышимости сохраняется некоторое время после прекращения действия мешающего фактора, а затем постепенно возвращается к исходному уровню.

У разных людей и у одних реферат на тему механические волны по физике тех же лиц в разное время порог слышимости может различаться. Он зависит от возраста, физиологического состояния, тренированности. Измерения порога слышимости обычно производят методами аудиометрии. Великий композитор Бетховен, например, вообще был глухим. Он приставлял к роялю конец своей трости, а другой ее конец прижимал к зубам. И звук доходил до его внутреннего уха, которое было здоровым.

Если взять в зубы тикающие наручные часы и заткнуть себе уши, то тиканье превратится в сильные, тяжелые удары - настолько оно усилится. Удивительные факты - почти глухие люди разговаривают по телефону, прижимая трубку к височной кости. Глухие часто танцуют под музыку, ведь звук проникает в их внутреннее ухо через пол и кости скелета.

Как правило, в газах скорость звука меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях скорость звука меньше, чем в твёрдых телах, что связано в основном с убыванием сжимаемости реферат на тему механические волны по физике в этих фазовых состояниях соответственно. Скорость звука в любой среде вычисляется по формуле: Ультразвук Распространение ультразвука - это процесс перемещения в пространстве и во времени возмущений, имеющих место в звуковой волне.

  1. Возникающий в результате колебательный процесс, как было оговорено ранее, называется стоячей волной. Звук Звук как упругие волны, распространяющиеся в какой-либо упругой среде и создающие в ней механические колебания, определение его физических параметров.
  2. Восприняв этот сигнал, медузы уходят на дно за 20 часов до начала шторма на данной местности. В процессе трудовой деятельности большинство контактов человека и инфразвука ИЗ происходит именно в пространстве, ограниченном жесткими стенками.
  3. Временная и пространственная периодичности взаимосвязаны, что отражено в законе дисперсии, который определяет, как именно волны будут выглядеть и распространяться.
  4. Пусть для начальной точки А уравнение колебания. Геометрически у волны выделяют следующие элементы.
  5. В результате происходит переход энергии от каждого узла к соседним с ним пучностям и обратно. Одними из основных характеристик волны является временная и пространственная периодичности.

Звуковая волна распространяется в веществе, находящемся в газообразном, жидком или твёрдом состоянии, в том же направлении, в котором происходит смещение частиц этого вещества, то есть она вызывает деформацию среды. Деформация заключается в том, что происходит последовательное разряжение и сжатие определённых объёмов среды, причём расстояние между двумя соседними областями соответствует длине ультразвуковой волны.

  • За верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16-25 Гц;
  • Результат интерференции будет зависеть от пространственного соотношения фаз ультразвуковых колебаний в данной точке среды;
  • Под воздействием звука с этой частотой они могут испытывать внутреннее изменение структуры, вплоть до потери собственной работоспособности;
  • Колебания, происходящие при отсутствии трения и внешних сил, называются собственными; их частота зависит только от свойств системы;
  • Выделена зона градиента ИЗ волны, в которой падает работоспособность, уменьшается частота различия звуковых импульсов и световых мельканий, резко активируется активность симпатического звена регуляции сосудистой системы и развивается реакция гиперкоагуляции крови.

Чем больше удельное акустическое сопротивление среды, тем реферат на тему механические волны по физике степень сжатия и разряжения среды при данной амплитуде колебаний. Частицы среды, участвующие в передаче энергии волны, колеблются около положения своего равновесия. Скорость, с которой частицы колеблются около среднего положения равновесия, называется колебательной скоростью.

Колебательная скорость частиц изменяется согласно уравнению: Амплитуда колебательной скорости характеризует максимальную скорость, с которой частицы среды движутся в процессе колебаний, и определяется частотой колебаний и амплитудой смещения частиц среды: Дифракция огибание волнами препятствий имеет место тогда, когда длина ультразвуковой волны сравнима или больше с размерами находящегося на пути препятствия.

Механические волны. Звук

Если препятствие по сравнению с длиной реферат на тему механические волны по физике волны велико, то явления дифракции. При одновременном движении в ткани нескольких ультразвуковых волн в определённой точке среды может происходить суперпозиция этих волн. Такое наложение волн друг на друга носит общее название интерференции. Если в процессе прохождения через биологический объект ультразвуковые волны реферат на тему механические волны по физике, то в определённой точке биологической среды наблюдается усиление или ослабление колебаний.

Результат интерференции будет зависеть от пространственного соотношения фаз ультразвуковых колебаний в данной точке среды. Если ультразвуковые волны достигают определённого участка среды в одинаковых фазах синфазното смещения частиц имеют одинаковые знаки интерференция в таких условиях способствует увеличению амплитуды ультразвуковых колебаний.

Если же ультразвуковые волны приходят к конкретному участку в противофазе, то смещение частиц будет сопровождаться разными знаками, что приводит к уменьшению амплитуды ультразвуковых колебаний. Интерференция играет важную роль при оценке явлений, возникающих в тканях вокруг ультразвукового излучателя. Особенно большое значение имеет интерференция при распространении ультразвуковых волн в противоположных направлениях после отражения их от препятствия.

Среда, в которой распространяется ультразвук, вступает во взаимодействие с проходящей через него энергией и часть её поглощает. Преобладающая часть поглощенной энергии преобразуется в тепло, меньшая часть вызывает в передающем веществе необратимые структурные изменения.

Реферат по предмету "Физика"

Поглощение является результатом трения частиц друг об друга, в различных средах оно различно. Поглощение зависит также от частоты ультразвуковых колебаний.

Теоретически, поглощение пропорционально квадрату частоты. Величину поглощения можно характеризовать коэффициентом поглощения, который показывает, как изменяется интенсивность ультразвука в облучаемой среде. С ростом частоты он увеличивается. Интенсивность ультразвуковых колебаний в среде уменьшается по экспоненциальному закону.

Этот процесс обусловлен внутренним трением, теплопроводностью поглощающей среды и её реферат на тему механические волны по физике. По Пальману при частоте, равной 0,8 МГц средние величины полупоглощающего слоя для реферат на тему механические волны по физике тканей таковы: С увеличением частоты ультразвука величина полупоглощающего слоя уменьшается.

Так при частоте, равной 2,4 МГц, интенсивность ультразвука, проходящего через жировую и мышечную ткани, уменьшается в два раза на глубине 1,5 см. Кроме того, возможно аномальное поглощение энергии ультразвуковых колебаний в некоторых диапазонах частот - это зависит от особенностей молекулярного строения данной ткани. Эта величина обратно пропорциональна поглощению: Так как акустическое сопротивление мягких тканей человека ненамного отличается от сопротивления воды, можно предполагать, что на границе раздела сред эпидермис - дерма - фасция - мышца будет наблюдаться преломление ультразвуковых волн.

На явлении отражения основана ультразвуковая диагностика. Отражение происходит в приграничных областях кожи и жира, жира и мышц, мышц и костей. Если ультразвук при реферат на тему механические волны по физике наталкивается на препятствие, то происходит отражение, если препятствие мало, то ультразвук его как бы обтекает. Неоднородности организма не вызывают значительных отклонений, так как по сравнению с длиной волны 2 мм их размерами 0,1-0,2 мм можно пренебречь. Если ультразвук на своём пути наталкивается на органы, размеры которых больше длины волны, то происходит преломление и отражение ультразвука.

Наиболее сильное отражение наблюдается на границах кость - окружающие её ткани и ткани - воздух. У воздуха малая плотность и наблюдается практически полное отражение ультразвука.

Механические волны

Отражение ультразвуковых волн наблюдается на границе мышца - надкостница - кость, на поверхности полых органов. Инфразвук Инфразвук - упругие волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом.

За верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16-25 Гц.

VK
OK
MR
GP