ध्वनि तरंगों और अल्ट्रासाउंड

मैं- ध्वनिकी शारीरिक :

ध्वनिकी ध्वनि तरंगों गुणों के अध्ययन है, उनके उत्पादन की, उनके प्रसार और प्रभाव.

1- ध्वनि तरंगों: परिभाषाएँ :

– एक लहर कि propagates अशांति है. मध्यम सजातीय और आइसोट्रोपिक है, उसी गति वी पर सभी दिशाओं में लहर चाल.

– अनुदैर्ध्य तरंगें : विकृति (भूतपूर्व. दबाव या विस्थापन) प्रसार की दिशा के समानांतर है.

– कहाँ पार करना है : विकृति (भूतपूर्व. दबाव या विस्थापन) प्रचार दिशा के लंबवत होती है.

– एक तरल पदार्थ में, ध्वनि तरंगों हमेशा अनुदैर्ध्य हैं.

– ठोस वातावरण में : अनुदैर्ध्य तरंगों + आड़ा.

2- आवधिक तरंगें :

– एक लहर अवधि टी अगर समय-समय पर है, हर समय टी के लिए, तत्काल टी + T पर विरूपण के आयाम समय टी के समान ही है.

– बारंबारता μ बराबर Unité de temps दोलनों effectuées की nombre है: मीटर = 1 / टी

– Longueur डी onde λ, दूरी एक अवधि के दौरान लहर से यात्रा कर रहा है: लैम्ब्डा = वीटी

-> v = एल मीटर

3- परिभाषा: ध्वनि और अल्ट्रासाउंड :

* लगता है और अल्ट्रासाउंड ही भौतिक प्रकृति के हैं.

– श्रव्य आवाज़ : 16 हर्ट्ज 20 KHz.

– अल्ट्रासाउंड : 20 कई गीगा को KHz.

* यह एक यांत्रिक थरथानेवाला गति जो एक सामग्री माध्यम में चरण दर चरण संचरित होती है. लगता है अंतरिक्ष में फैल नहीं है.

4- ध्वनियों का वर्गीकरण :

ए) शुद्ध टन :

कणों के कंपन समीकरण के प्रकार की विशेषता है:

एक्स = एक पाप(2 पी एस टी) और λ = ct = v / μ

एक्स: स्थान,

ए:गति की सीमा,

मीटर:कंपन आवृत्ति,

टी:समय, एल: तरंग दैर्ध्य

सी:ध्वनि की गति.

टिप्पणियां :

– संकल्पना चरण: दो शुद्ध स्वर एक ही आम माध्यम के कणों का एक ही अनुदैर्ध्य आंदोलनों का कारण बन सकता है, लेकिन इन आंदोलनों समय में प्रशिक्षित नहीं किया जा सकता.

एक्स के बीच₁ = एक पाप ω टी एट एक्स₂ = एक पाप(ओमेगा टी + एफ)

यहां तक ​​कि कण आंदोलन लेकिन दूसरे आंदोलन के आगे एक समय का पहला है:

टी = ज / एच

– ध्वनि के प्रसार अपने पड़ोसी देश में कोई महत्वपूर्ण कण के कंपन के संचरण से प्रभावित है: प्रतिष्ठित किया जाना चाहिए:

– कंपन वेग या तात्कालिक गति: गति कंपन में एक कण सेट के स्थानीय वेग: v = dx / dt = एक ओमेगा क्योंकि ओमेगा टी

– ध्वनि की गति: ध्वनि के प्रसार के वेग दिशा के साथ लहर.

– मध्यम समदैशिक है, गति केवल पर्यावरण विशेषताओं पर निर्भर करता है:

आवाज़ भी तेजी से मीडिया की तुलना में ठोस हैं.

हवा में: c = 330 को 340 सुश्री

पानी में: c = 1450 सुश्री

कोमल ऊतकों में: c = 1540 सुश्री

हड्डी में: c = 3300 सुश्री

ख) जटिल आवाज और शोर :

समय-समय पर आंदोलनों में बढ़ कणों द्वारा उत्पादित लेकिन sinusoidal नहीं हैं.

सी) शोर :

गैर आवधिक कंपन की वजह से.

5- अभिव्यक्ति, ध्वनिक प्रतिबाधा और शक्ति :

ए) ध्वनि दबाव :

ध्वनि प्रसार अक्ष के साथ, कणों उनके बाकी स्थिति चारों ओर एक sinusoidal थरथानेवाला आंदोलन से गुजरना, घनत्व इस अक्ष के साथ बदलता रहता है, उन क्षेत्रों का खुलासा करना जो सघन हैं और अन्य आराम की स्थिति की तुलना में कम घने हैं :

वायुमंडलीय दबाव के आसपास दबाव में बदलाव, इसलिए overpressures और गड्ढों आधार दबाव के सापेक्ष. यह बदलाव ध्वनि दबाव कहा जाता है.

पी = ρ वी सी

पी:घनत्व

v: ध्वनिक वेग

सी:ध्वनिक तेज़ी

ध्वनि दबाव वायुमंडलीय दबाव के साथ तुलना में छोटा है 2.10^-5 को 20 देहात

(के साथ तुलना में 1,013.10⁵ देहात), या के अनुपात का एक परिवर्तन 10⁶ लोगारित्म.

ख) ध्वनिक प्रतिबाधा :

पर्यावरण के लक्षण वर्णन के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण चर.

जेड = पी / वी = ρ ग

साथ: ध्वनिक प्रतिबाधा

पी: ध्वनि दबाव

v: कंपन वेग

सी:ज्लदी; पी: घनत्व

ध्वनिक प्रतिबाधा के कुछ मूल्य :

एयर z = 0,04 x10³ g.cm^-2.रों^-1

जल z = 1,48 x10³ g.cm^-2.रों^-1

Foie z = 1,65 x10³ g.cm^-2.रों^-1ओएस z = 7,5 x10³ g.cm^-2.रों^-1

सी) ध्वनि शक्ति (या पीएफडी) :

इकाई क्षेत्र और इकाई समय के लिए ध्वनि दबाव रिश्तेदार एक शुद्ध ध्वनि की ध्वनिक शक्ति.

 

 

चूंकि वी = पी / ρ ग <=> डब्ल्यू = पी²/ पी सी

6- ध्वनि का स्तर :

ध्वनि शक्ति स्तर की माप tjrs के रूप में एक संदर्भ ध्वनि के साथ तुलना की जाती है: डब्ल्यू₀= 10^-12 वाट / मी²

डब्ल्यू / डब्ल्यू के पैमाने के रूप में₀ -> 10¹²

ध्वनिक यूनिट बिजली स्तर को मापने = अनुपात डब्ल्यू / डब्ल्यू के लघुगणक₀ बेल =

* संदर्भ के रूप में ले रहा है स्तर, श्रव्य सिर्फ 1000Hz डब्ल्यू का एक शुद्ध ध्वनि की ध्वनिक शक्ति₀= 10^-12 वाट / मी²

मैं = लॉग डब्ल्यू / डब्ल्यू₀

इस तीव्रता के स्तर शोर Bels और भिन्न में व्यक्त किया है 0 को 12.

* संवेदनशीलता पैमाने परिशोधित करने के लिए, Bels का इस्तेमाल किया दसवें है (डेसीबल या डीबी)

मैं _डीबी= 10 लॉग डब्ल्यू / डब्ल्यू₀

से पैमाने पर्वतमाला 0 को 120.

• ध्वनि स्तर के कुछ उदाहरण:

0 डीबी : audibility की दहलीज

20 डीबी : कम आवाज

90 डीबी : मोटरसाइकिल

130 डीबी : जेट

द्वितीय- सुनवाई की बायोफिज़िक्स :

1- शरीर क्रिया विज्ञान :

कान सुनवाई का अंग है. यह संतुलन में एक प्रमुख भूमिका निभाता.

कान एक पारेषण और एक धारणा कैमरा के होते हैं.

ए) ट्रांसमिशन डिवाइस :

यह एक ऊर्जा कनवर्टर है. एक तरल माध्यम में एक हवाई माध्यम की ध्वनि तरंगों यह पारित हो जाता है.

आवाज़, मंडप से उठाया, बाहरी कर्णद्वार के जरिए, एक माइक्रोफोन झिल्ली के ढंग से कंपन कान का पर्दा.

कान की झिल्ली के कंपन ossicular श्रृंखला के कंपन का कारण बनता है.

इस कंपन स्टेपीज़ की footplate के लिए प्रसारित किया जाता है. यह footplate आंदोलन कोर्टी का अंग के भीतरी कान उत्तेजना में तरल के आंदोलन का कारण बनता है.

ख) धारणा तंत्र :

ध्वनिक कंपन कोर्टी का संवेदी कोशिकाओं के लिए आया था.

• कोर्टी का अंग तंत्रिका ऊर्जा में यांत्रिक ऊर्जा को बदल देती है.
• तंत्रिका आवेग तो कर्णावर्ती तंत्रिका और केंद्रीय कर्णावर्ती रास्ते यात्रा.
• बॉक्स एक दबाव के भीतर Eustachian ट्यूब अवशेष के बराबर कान का परदा के बाहरी तरफ मौजूदा.

2- सुनने में समस्याएं :

ए- बहरापन संचरण :

वे कान का परदा पर ज्यादातर यांत्रिक समस्याओं या औसिक्ल्स की श्रृंखला आरंभ. सर्जरी अच्छे परिणाम दे सकते हैं.

बी- sensorineural सुनवाई हानि :

वे भीतरी कान प्रभावित करते हैं और सर्जरी करने के लिए पहुंच से बाहर हैं.

सुनवाई की गोद लेने के चर आवृत्ति और तीव्रता एड्स बहरापन के इस प्रकार के खिलाफ लड़ाई कर सकते हैं.

3- ध्वनियों की सुनवाई या शारीरिक गुणवत्ता की व्यक्तिपरक घटनाएं :

ध्वनि सनसनी द्वारा वर्णित है 3 मुख्य गुणों:

ए- ऊंचाई या पिच :

लग रहा है कि कि ध्वनि बनाता है की गुणवत्ता उच्च या कम है. यह मुख्य रूप से आवृत्ति से संबंधित है.

अंतर सीमा रिश्तेदार पिच: डी एम / मीटर,

डी एम: छोटी से छोटी आवृत्ति की भिन्नता

हम अनुभव कर सकते हैं कि.

के बीच 60 और 1000 हर्ट्ज,

एसडीआर =: डी एम / मीटर = CSTE = 1/80 = 1comma

इस आवृत्ति रेंज में, भिन्नता पिच Δ एच एसडीआर के लिए आनुपातिक है,

डी एच = k: डी एम / मीटर

दो अलग-अलग अनुभूतियां के लिए:

एच₂ - एच₁ = K.Log मीटर ₂/ मीटर ₁

सप्तक की परिभाषा :

यह दो टन जिनमें से एक आवृत्ति है के बीच इकाई अंतराल पिच है अन्य दो बार:

1 सप्तक = k log2

अन्य इकाई: सावर्ट जहां कश्मीर = 10³

1 सप्तक = 300 savarts = 10³log2

ध्वनि शक्ति भी पिच को बदलने के लिए कार्य करता है

• कम आवृत्ति और उच्च ध्वनिक शक्ति पर, ध्वनि और अधिक गंभीर लगता है.
• एक उच्च आवृत्ति और उच्च ध्वनिक शक्ति, एक ध्वनि और अधिक तीव्र लगता है.

ख- ध्वनि की प्रबलता या सोनोरिया या मनोवैज्ञानिक तीव्रता :

यह लग रहा है की गुणवत्ता है कि बनाता है कि ध्वनि मजबूत या कमजोर है है. यह ध्वनिक शक्ति से संबंधित है.

एस = कश्मीर logW / डब्ल्यू₀

डब्ल्यू₀= 10^-12 Watt.m^-2 को 1000 हर्ट्ज

श्रवण क्षेत्र के क्षेत्र सुनवाई की न्यूनतम सीमा और दर्द दहलीज के बीच फैली.

डीबी में दोनों ध्वनि स्तर और हर्ट्ज में आवृत्ति अलग विषयों के साथ स्थापित करता है थ्रेसहोल्ड घटता.

संवेदना के इस गुण को "फ़ोन" इकाइयों में परिमाणित किया जाता है।

सी- डाक टिकट :

टिकट ध्वनि की गुणवत्ता कि दो अलग-अलग उपकरणों से एक ही ऊंचाई और एक ही ध्वनि प्रबलता के दो पहचान सकते है.

तृतीय- अल्ट्रासाउंड :

• Ultrasounds बीच आवृत्ति यांत्रिक कंपन हैं 20 KHz और GHzs.

अल्ट्रासाउंड उत्पादन :

एसी धाराओं उच्च आवृत्ति ध्वनि उत्पन्न करने में सक्षम हैं:

चुंबकीय विरूपण और piezoelectricity.

• चुंबकीय विरूपण केवल अल्ट्रासोनिक उत्पादन किया जाता है.
• Piezoelectricity सिद्धांत दोनों ट्रांसमीटर और कुछ क्रिस्टल के रिसीवर को दर्शाता है: यह जिनमें से बाद अल्ट्रासाउंड में इस्तेमाल किया जाता है.

-एक संभावित अंतर में और विपरीत रूप से एक शक्ति के परिवर्तन.

-क्रिस्टल की कई प्रजातियों इस संपत्ति है: इस क्वार्ट्ज की स्थिति है,.

क्रिस्टल में उचित रूप से कट, एक थाली दो धातु की प्लेटों के बीच रखा और लागू वोल्टेज की दिशा निम्नलिखित विद्युत क्षमता का विस्तार या ठेके में मतभेद के अधीन.

मतभेदों के प्रत्यावर्तन क्रिस्टल थरथानेवाला गति पर संभावित कारण बनता है.

इस कंपन की आवृत्ति विद्युत प्रत्यागामी पर निर्भर करता है.

* पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल भी रिसेप्टर्स हैं, जब अल्ट्रासोनिक लहर, एक इंटरफेस पर एक प्रतिबिंब से जूझने के बाद (गूंज) ट्रांसमीटर क्रिस्टल करने के लिए रिटर्न. यह संभावित अंतर का एक परिवर्तन की सीट परिलक्षित किया जा सकता है और प्रदर्शित एक आस्टसीलस्कप स्क्रीन पर.