医学物理3声波和超声波.ppt

第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波 第七节第七节 声波和超声波声波和超声波 可闻声波可闻声波 sound wave 20 20000 Hz次声波次声波 Infra-sonic wave低于低于20 Hz 超声波超声波 Supersonic wave高于高于20000 Hz犀牛 次声波 亲昵交流蝙蝠超声波定位(10万赫兹)第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波 贝尔（贝尔（B）2 声强级（声强级（intensity level）如某声波的声强为如某声波的声强为 I，则比值则比值 的对数，称相应的对数，称相应于于 I 的声强级的声强级 I.L.一、声强和声强级：一、声强和声强级：1 声强声强 声波的能流密度声波的能流密度.能够引起人们听觉的声强范围：能够引起人们听觉的声强范围：闻阈闻阈；痛阈痛阈分贝（分贝（dB）第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波3 响度级响度级第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波4 听觉区域听觉区域第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波声源声源声强声强W/m2声强级声强级dB响度响度引起痛觉的声音引起痛觉的声音1120钻岩机或铆钉机钻岩机或铆钉机10-2100震耳震耳交通繁忙的街道交通繁忙的街道10-570响响通常的谈话通常的谈话10-660正常正常耳语耳语10-1020轻轻树叶的沙沙声树叶的沙沙声10-1110极轻极轻引起听觉的最弱声音引起听觉的最弱声音10-120几种声音近似的声强、声强级和响度几种声音近似的声强、声强级和响度几种声音近似的声强、声强级和响度几种声音近似的声强、声强级和响度第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波发射频率发射频率接收频率接收频率人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？接收频率接收频率单位时间内观测者接收到的振动次单位时间内观测者接收到的振动次数或完整波数数或完整波数.讨论讨论只有波源与观察者相对静止时才相等只有波源与观察者相对静止时才相等.二、多普勒效应（二、多普勒效应（Dopple effect）第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波1 波源静止，观察者相对介质以速度波源静止，观察者相对介质以速度 运动运动观察观察者接者接收的收的频率频率 观察者观察者向向波源运动波源运动观察者观察者远离远离波源波源第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波2 观察者静止，波源相对介质以速度观察者静止，波源相对介质以速度 运动运动第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波A波源波源向向观察者运动观察者运动观察观察者接者接收的收的频率频率 波源波源远离远离观察者观察者第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波3 波源与观察者同时相对介质运动波源与观察者同时相对介质运动 若波源与观察若波源与观察者不沿二者连线运者不沿二者连线运动动观察者观察者向向波源运动波源运动+，远离远离 .波源波源向向观察者运动观察者运动 ，远离远离+.第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波1）交通上测量车速；交通上测量车速；2）医学上用于测量血流速度；医学上用于测量血流速度；3）天文学家利用电磁波红天文学家利用电磁波红移说明大爆炸理论；移说明大爆炸理论；多普勒效应的应用多普勒效应的应用警察用多普勒测速警察用多普勒测速仪测速仪测速第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波1）解解 例例1 A、B 为两个汽笛，其频率皆为为两个汽笛，其频率皆为500Hz，A 静静止，止，B 以以60m/s 的速率向右运动的速率向右运动.在两个汽笛之间有一在两个汽笛之间有一观察者观察者O，以以30m/s 的速度也向右运动的速度也向右运动.已知空气中的已知空气中的声速为声速为330m/s，求：求：AOB1）观察者听到来自观察者听到来自A 的频率的频率2）观察者听到来自观察者听到来自B 的频率的频率3）观察者听到的拍频观察者听到的拍频第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波3）观察者听到的拍频观察者听到的拍频AOB3）观察者听到的拍频观察者听到的拍频2）观察者听到来自观察者听到来自B 的频率的频率 例例1 A、B 为两个汽笛，其频率皆为为两个汽笛，其频率皆为50Hz，A 静静止，止，B 以以60m/s 的速率向右运动的速率向右运动.在两个汽笛之间有一在两个汽笛之间有一观察者观察者O，以以30m/s 的速度也向右运动的速度也向右运动.已知空气中的已知空气中的声速为声速为330m/s，求：求：2）解解第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波 例例2 利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为为 的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率为为 .已知空气中的声速为已知空气中的声速为 ，求求车速车速.解解 1）车为接收器车为接收器2）车为波源车为波源车速车速第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波三、超声波三、超声波1 1 超声波的传播超声波的传播2 2 超声波对物质的作用超声波对物质的作用3 3 超声波的医学应用超声波的医学应用第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波超声多普勒效应测血流速超声多普勒效应测血流速胎儿的超声像（计胎儿的超声像（计算机处理过的假彩算机处理过的假彩色图）色图）第三章第三章 机械振动与机械波机械振动与机械波三维动态超声图像