声波及多普勒效应.ppt

Question：如何测量血流速度？ 一. 多普勒效应（ Doppler effect） 二. 多普勒效应公式（Doppler Effect Expressions） 波源与观测者同时相对媒质运动 3 符号法则： 波传播方向为正向，与之同向运动， vs 、 vo取正； 与之反向运动， vs 、 vo取负。 波源静止，观察者向着波源运动 1.5 观察者静止，波源向着观察者运动 当 时 2 可见，两种情况的效果显然不同。 若波源静止，观察者向着波源运动； 若观察者静止，波源向着观察者运动。 波源或观察者的运动速率为 的 0.5 倍 波速 上述两种情况下 观察者测得的频率是波源频率的几倍 当 时 - 2) 波源与观察者不沿二者连线运动： 超声多普勒血流仪 超声发生器 超声接收器 超声探头 血细胞 波源 观测者 超声探头 血细胞 观测者 超声探头 血细胞 波源 波源 观测者 超声探头 血细胞 1） 观测者 超声探头 血细胞 波源 2） 多普勒频移 超声接收器 超声发生器 超声探头 血细胞 超声多普勒血流仪 超声多普勒血流仪 例3．当一列火车以96km/h的速度由你身边开过，同时用2kHz的频率鸣笛时，问你听到的频率是多少？（已知声速 u =340m/s) 分析： 波源为火车汽笛，波源运动；观察者是自己，观察者静止。 火车从身边开过，有两种情况： 1）火车接近自己； 2）火车远离自己。 解：(1)火车接近自己时，观察者静止，波源向着观察者运动 ∴ vo= 0 ，vs取正，即 vs = 96 km/h = 26.7 m/s 则 （2）当火车离开时，观测者静止，波源远离观察者 ∴ vo= 0 ， vs 取负，即vs = –96km/h = –26.7m/s 则 只有两种频率? 例4.有A、B两个汽笛，其频率均为500Hz，A是静止的，B以60m/s的速度向右方移动（离开A）。在两汽笛之间的一位观察者C以30m/s的速度向右方移动。声波在空气中的速度为340m/s。问： （1）观察者C听到来自A的频率是多少？ （2）观察者C听到来自B的频率是多少？ 分析：作出A、B、C 位置的简单示意图 汽笛A 汽笛B 观察者C vB= 60m/s vC= 30m/s vA=0 （2） （因为B有远离C的趋势，而C是在接近B） （1） 汽笛A 汽笛B 观察者C vB= 60m/s vC= 30m/s vA=0 观察者 C 听到来自 A 的频率: 观察者 C 听到来自 B 的频率: 三、 超声波 ( Ultrasonic Wave ) 谁更聪明？ 一、超声波的特性 1. 方向性强。 2. 强度大、固体和液体穿透性强。 3. 两种媒质界面的反射特性显著。 强度反射系数： 强度透射系数： 垂直入射时： 二、超声波的产生和接收 机械能 电能 超声波的产生和接收是利用压电晶体的压电效应和逆压电效应。 产生：逆压电效应 电能 机械能 接收：压电效应 三、超声波在医学中的应用 1. 超声成像 第四章 机械波2 （mechanical wave） 一、声波(sound waves) 学习要求： 掌握：1．声强和声强级的计算。 2．多普勒效应原理及应用。 了解：1．等响曲线的物理意义。 2．超声波的特性及其医学应用。 重点难点 重点 超声检查安全吗??? 超声的安全性取决于什么? 1. 声强 ( sound intensity ) ： 单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的能量。 （声强与声压） 用声强计测量噪声 决定人耳对声波反应的主要因素： Ｉ：强度 ＋ 10 -12 100 （痛阈） （听阈） ( W· m–2 ) 10 - 6 听觉强度范围 （ ＝1000Hz） : 声调 2. 声强级（sound intensity level ） 10 -12 100 （痛阈） （听阈） ( W· m–2 ) 10 - 6 听觉强度范围 （ ＝1000Hz） 标准参考声强： 0 120 ( dB ) 60 贝(B) 或 分贝(dB) 闻阈 10 -12 0 痛阈 1