الموجات الصوتية والموجات فوق الصوتية

2
9217

أنا- الصوتيات الفيزيائية :

الصوتيات هي دراسة خصائص الموجات الصوتية, من إنتاجها, نشر وآثارها.

1- موجات الصوت: التعاريف :

– موجة هو اضطراب التي تنتشر. إذا كان المتوسط ​​هو متجانس وموحد الخواص, التحركات موجة في كل الاتجاهات في نفس السرعة الخامس.

– موجات طولية : تشويه (السابق. ضغط أو النزوح) هو مواز لاتجاه الانتشار.

– حيث transversale : تشويه (السابق. ضغط أو النزوح) هو عمودي على اتجاه انتشار.

– في السوائل, الموجات الصوتية هي دائما طولية.

– في بيئة صلبة : الموجات الطولية + مستعرض.

2- موجات دورية :

– موجة غير دورية مع الفترة T إذا, في جميع الأوقات ر, اتساع تشويه في ر حظة + T هو نفس الزمن t.

– وμ تردد هو نومبر من التذبذبات effectuées قدم المساواة اتحدوا دي المؤقتين: م = 1 / T

– Longueur دي ONDE λ, والمسافة التي تقطعها الموجة خلال فترة: امدا = فيرمونت

-> ت = ل م

3- تعريف: الأصوات والموجات فوق الصوتية :

* الأصوات والموجات فوق الصوتية هي من نفس الطبيعة الفيزيائية.

– أصوات مسموعة : 16 هرتز 20 كيلوهرتز.

– الموجات فوق الصوتية : 20 كيلوهرتز إلى عدة غيغاهرتز.

* وهي الحركة الاهتزازية الميكانيكية التي تنتقل خطوة بخطوة في وسط مادي. لا تنتشر الأصوات في الفضاء.

4- تصنيف الأصوات :

أ) نغمات نقية :

يتميز اهتزاز الجزيئات حسب نوع المعادلة:

س = خطيئة(2 ص ق ر) وλ = ط = ت / μ

س: موضع,

أ:نطاق الحركة,

م:تردد الاهتزاز,

تي:وقت, ل: الطول الموجي

ج:سرعة الصوت.

تصريحات :

– مرحلة المفهوم: نغمتين نقية يمكن أن يسبب نفس الحركات الطولية من جزيئات من نفس المتوسطة مشترك ولكن لا يمكن تدريب هذه الحركات في الوقت المناسب.

بين س1 = A الخطيئة ω ر س وآخرون2 = A الخطيئة(أوميغا ر + F)

حتى حركة الجسيمات ولكن الحركة الثانية هي قبل الأول من الوقت:

ر = ح / ح

– يتم تنفيذ انتشار الصوت عن طريق انتقال الاهتزازات من الجسيمات المادية لجارتها: يجب أن تكون متميزة:

– سرعة اهتزاز أو سرعة لحظية: سرعة المحلية مجموعة الجسيمات في الاهتزاز الحركة: ت = DX / دينارا = A أوميغا أوميغا كوس ر

– سرعة الصوت: سرعة انتشار الصوت موجة طول اتجاه.

– إذا كانت الوسيلة هي الخواص, سرعة تعتمد فقط على خصائص البيئة:

الأصوات، بل هي أسرع من وسائل الإعلام صلبة.

في الهواء: ج = 330 الى 340 السيدة

في الماء: ج = 1450 السيدة

في الأنسجة الرخوة: ج = 1540 السيدة

في العظم: ج = 3300 السيدة

ب) الأصوات والضوضاء المعقدة :

يتم إنتاج جسيمات تتحرك في حركات دورية ولكنها ليست جيبية.

ج) ضجيج :

بسبب الاهتزازات غير الدورية.

5- الضغط و, المقاومة الصوتية والقوة :

أ) ضغط الصوت :

على طول محور الصوت نشر, الجزيئات تخضع لحركة اهتزازية الجيبية حول موقف راحتهم, كثافة تختلف على طول هذا المحور, تظهر مناطق أكثر كثافة وأخرى أقل كثافة مما كانت عليه في حالة الراحة :

الاختلافات في الضغط حول الضغط الجوي, لذا overpressures والمنخفضات النسبية للضغط قاعدة. ويسمى هذا الاختلاف ضغط الصوت.

P = ρ ضد ج

ص:الكتلة الحجمية

الخامس: سرعة الصوتية

ج:الصوتية سرعة

ضغط الصوت صغير بالمقارنة مع الضغط الجوي 2.10-5 الى 20 السلطة الفلسطينية

(مقارنة مع 1,013.105 السلطة الفلسطينية), أو الاختلاف من نسبة 106 اللوغارثم في الرياضيات.

ب) معاوقة صوتية :

متغير مهم جدا لتوصيف البيئة.

Z = P / ت = ρ ج

مع: مقاومة الصوتية

P: ضغط الصوت

الخامس: سرعة اهتزاز

ج:سرعته; ص: الكتلة الحجمية

بعض قيم المعاوقة الصوتية :

الهواء ض = 0,04 X103 g.cm-2-1

المياه ض = 1,48 X103 g.cm-2-1

فطائر ض = 1,65 X103 g.cm-2-1السراج ض = 7,5 X103 g.cm-2-1

ج) قوة الصوت (أو كثافة تدفق القدرة) :

ضغط الصوت بالنسبة إلى وحدة المساحة وحدة الزمن قوة الصوتية لصوت نقي.

 

 

منذ الخامس = P / ρ ج <=> W = P2/ ع ج

6- مستوى الصوت :

قياس مستوى طاقة الصوت وtjrs مقارنة مع صوت المرجعية باعتبارها: W0= 10-12 وات / م2

كما مقياس W / W0 -> 1012

مستوى طاقة وحدة قياس الصوتية = لوغاريتم نسبة W / W0 بيل =

* متخذا المستوى المرجعي, قوة الصوتية لصوت نقي من مسموع عادل 1000HZ W0= 10-12 وات / م2

I = دخول W / W0

هذا هو مستوى كثافة أعرب الضوضاء في BELS ويختلف 0 الى 12.

* لصقل نطاق حساسية, هو العاشر المستخدمة سيور (ديسيبل ديسيبل أو)

أنا ديسيبل= 10 سجل W / W0

ويتراوح نطاق من 0 الى 120.

  • بعض الأمثلة على مستويات الصوت:

0 ديسيبل : عتبة المسموعية

20 ديسيبل : صوت منخفض

90 ديسيبل : دراجة نارية

130 ديسيبل : طائرة نفاثة

II- الفيزياء الحيوية للسمع :

1- علم وظائف الأعضاء :

الأذن هي الجهاز السمع. انها تلعب دورا رئيسيا في موازنة.

تتكون الأذن من نقل والكاميرا تصور.

أ) جهاز نقل :

وهو تحويل الطاقة. الموجات الصوتية من وسيلة الهواء في وسط سائل يتم تمرير.

الأصوات, انتقاؤها من قبل جناح, تقدم من خلال والصماخ السمعي الخارجي, يهتز طبلة الأذن في طريقة غشاء الميكروفون.

اهتزاز الغشاء الطبلي يسبب اهتزاز سلسلة عظيمي.

وينتقل هذا الاهتزاز إلى الصفيحة القدمية للالركابي. تؤدي هذه الحركة الصفيحة القدمية حركة السائل في الأذن الداخلية الإثارة من جهاز كورتي.

ب) جهاز التحصيل :

وجاءت هذه الاهتزازات الصوتية إلى الخلايا الحسية كورتي.

  • جهاز كورتي يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة عصبية.
  • الدافع العصب ثم يسافر العصب القوقعة والممرات قوقعة المركزية.
  • بقايا النفير داخل منطقة الجزاء الضغط مساوية لتلك الموجودة على الجانب الخارجي من طبلة الأذن.

2- ضعف السمع :

أ- نقل الصمم :

أنها تنشأ المشاكل في الغالب الميكانيكية في طبلة الأذن أو سلسلة العظيمات. الجراحة يمكن أن تعطي نتائج جيدة.

ب- فقدان السمع الحسي العصبي :

أنها تؤثر على الأذن الداخلية وتكون قابلة للوصول إلى عملية جراحية.

اعتماد السمع تردد متغير وكثافة يمكن محاربة هذا النوع من الصمم.

3- الظواهر الذاتية للسمع أو الجودة الفسيولوجية للأصوات :

يوصف الإحساس الصوت من قبل 3 الصفات الرئيسية:

أ- ارتفاع أو الملعب :

نوعية الشعور الذي يجعل هذا الصوت عالية أو منخفضة. يرتبط في المقام الأول إلى التردد.

عتبة التفاضلية الملعب النسبي: D م / م,

D م: تباين أصغر تردد

أن نتمكن من إدراك.

بين 60 و 1000 هرتز,

SDR =: D م / م = كستي = 1/80 = 1comma

في هذا النطاق الترددي, تباين الملعب Δ H يتناسب مع SDR,

D H = ك: D م / م

لمدة الأحاسيس المختلفة:

H2 - H1 = K.Log م 2/ م 1

تعريف اوكتاف :

هو وحدة الملعب الفاصل بين اثنين طن من الذي لديه تردد مرتين الآخر:

1 اوكتاف = ك Log2

وحدة أخرى: وsavart حيث ك = 103

1 اوكتاف = 300 Swarts = 103log2

يعمل قوة الصوت أيضا لتغيير الملعب

  • في التردد المنخفض والقوة الصوتية عالية, الصوت يبدو أكثر خطورة.
  • وارتفاع وتيرة وقوة صوتية عالية, صوت يبدو أكثر حدة.

ب- ارتفاع الصوت أو شدة الصوت أو شدة الصوت :

ومن نوعية الشعور الذي يجعل هذا الصوت هو قوي أو ضعيف. ويعود ذلك إلى القوة الصوتية.

S = ك logW / W0

W0= 10-12 Watt.m-2 الى 1000 هرتز

منطقة الباحة السمعية تمتد بين الحد الأدنى للعتبة السمع وعتبة الألم.

يؤسس عتبات منحنيات مع موضوعات مختلفة سواء على مستوى الصوت في ديسيبل وتردد في هرتز.

يتم تحديد جودة هذه الإحساس في وحدات "الهاتف"

ج- الختم :

الطابع هي نوعية الصوت الذي يمكن التعرف على اثنين من نفس الطول ونفس بريق الصوت من قبل اثنين من أدوات مختلفة.

III- الموجات فوق الصوتية :

  • الموجات فوق الصوتية هي تردد الاهتزازات الميكانيكية بين 20 كيلوهرتز وGHzs.

إنتاج الموجات فوق الصوتية :

التيارات AC قادرة على إنتاج الأصوات عالية التردد:

Magnetostriction والضغطية.

  • يستخدم Magnetostriction فقط لإنتاج الموجات فوق الصوتية.
  • يعكس الضغطية مبدأ كل من المرسل والمتلقي لبعض البلورات: هو الأخير الذي يستخدم في الموجات فوق الصوتية.

-التحول من قوة في فرق الجهد وعكسيا.

-عدة أنواع من البلورات لها هذا العقار: هذا هو الحال من الكوارتز.

قطع بشكل مناسب في البلورة, لوحة وضعت بين اثنين من لوحات معدنية وتخضع لاختلافات في توسع أو العقود المحتملة الكهربائية بعد اتجاه الجهد التطبيقية.

اختلاف الفروق الأسباب المحتملة بناء على اقتراح وضوح الشمس تهتز.

وتيرة هذا الاهتزاز يعتمد على الترددية الكهربائية.

* بلورات كهرضغطية هي أيضا مستقبلات, عندما الموجات فوق الصوتية, بعد تعرضه لانعكاس على واجهة (صدى) العودة إلى وضوح الشمس الارسال. هو مقر الاختلاف من فرق الجهد يمكن تضخيم هذا وعرضها على شاشة الذبذبات.