I. Предмет физики. Ее задачи. Звук, его характеристики.

ЯГМА

Медицинская физика

Фармацевтический факультет

Курс

Семестр

Лекция № 1.

«Акустика»

Составил: Крайнова Е.Ю.

Г.

 

I. Предмет физики. Ее задачи. Звук, его характеристики.

Физика - наука о свойствах и формах существования материи.

Биофизика - медико-биодогическая наука, изучающая физические процессы и явления в живых системах, в том числе при различных внешних воздействиях.

 

Цели и задачи курса медицинской и биологической физики:

1. Познакомиться с физическими и биофизическими механизмами, происходящими в тканях, органах и системах организма.

2. Изучить физические и биофизические характеристики органов и тканей и физические принципы их работы.

3. Познакомиться с физической основой методов диагностики и лечения.

4. Познакомиться с физической основой методов работы медицинской аппаратуры.

5. Изучить влияние внешних факторов на организм.

Особенности современной физики.

а) Современная физика имеет пограничные области с другими науками.

б) Физика разделена на ряд узких областей по разным признакам:

- по объему исследования;

- по предметам исследования.

Роль физики для других наук возрастает, она дает им теории, принципы, системы единиц, результаты экспериментов, создает основу для конструирования медицинской аппаратуры, объясняет различные физико-биологические процессы.

 

Особенности биофизики:

1. Является пограничной наукой.

2. Имеет узкие области:

- общие и частные;

- теоретические, экспериментальные и прикладные;

- изучает биофизику растений, животных и человека;

- квантовая биофизика;

- молекулярная, клеточная, биофизика тканей, органов, систем, популяций.

Звук, его характеристика.

Акустика - это наука о получении, распространении и свойствах механических волн и взаимодействии этих волн с физическими и биофизическими объектами.

 

Виды акустики:

1. Техническая — исследует получение и распределение звука, разрабатывает методы звуковых исследований.

2. Архитектурная - исследует вопросы получения хорошей слышимости или зашиты помещений (например, от шумов).

3. Биологическая - исследует получение и применение звука живыми организмами.

4. Медицинская - исследует физику и биофизику слуха и речи, возможности применения звука для диагностики и лечения. При этом следует различать применение слышимого звука и ультразвука.

 

Основные задачи медицинской акустики:

- разработка гигиенических норм использования звука в науке и промышленности;

- разработка звуковых методов диагностики и лечения;

- разработка ультразвуковых методов диагностики и лечения.

Звук как физическое явление.

Звук - разновидность механических колебаний, распространяемых в упругих средах преимущественно в виде продольных волн. В вакууме звук не распространяется.

Звуковая волна - механическое возмущение, распространяемое в упругой среде.

Звуковые колебания - механические колебания условных частиц среды.

Условные частицы - объемы среды, которые достаточно малы по сравнению с длинной волны.

Звуковое поле - часть пространства, в котором распространяется звуковая волна.

 

Классификация звуковых волн:

1. По частоте

- инфразвук (v < 16Гц)

- слышимый звук (16Гц < v < 20000Гц)

- ультразвук (20000Гц < v <100МГц)

- гиперзвук (v > 100МГц)

(все границы условны)

Инфразвук, ультразвук и гиперзвук не воспринимаются слуховым анализатором.

 

3. По направлению смещения частиц среды:

 

- Продольные - волны, у которых колебания частиц среды происходят вдоль направления распространения волны.

 

-

-

 

 

- Поперечные — волны, в которых колебания частиц среды происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.

 

 

В жидкостях и газах упругие силы возникают только при изменении объема, в них образуются только продольные волны.

В твердых телах упругие силы возникают как при изменении объема, так и при изменении формы, в них образуются как продольные, так и поперечные волны, причем скорость продольных волн больше скорости поперечных волн примерно в половину.

 

3. По форме колебаний:

-
гармонические - графиком является периодическая синусоидальная кривая.

 

-
негармонические - график - периодическая несинусоидальная кривая.

Гармонический спектр

Их особенностью является то, что их можно представить математически и графически в виде суммы конечного или бесконечного числа простых по частоте синусоид, колеблющихся с равной амплитудой.