Звуковые волны и ультразвук

2
9358

я- Акустика Физическая :

Акустика является изучение свойств звуковых волн, их производства, их распространение и эффекты.

1- Звуковые волны: определения :

– Волна является нарушением, которое распространяется. Если среда является однородной и изотропной, волна движется во всех направлениях с одинаковой скоростью V.

Onde longitudinale : деформация (бывший. давление или смещение) параллельно направлению распространения.

Onde transversale : деформация (бывший. давление или смещение) перпендикулярно к направлению распространения.

– В жидкости, звуковые волны всегда продольные.

Dans un milieu solide : продольные волны + поперечный.

2- Ondes périodiques :

– Волна является периодической с периодом Т, если, за все время т, амплитуда деформации в момент времени Т + Т такое же, как время Т.

– Fréquence μ является Номбрами осцилляций effectuées номинальной Unité де Temps: м = 1 / Т

– Longueur d'Onde λ, это расстояние, проходимое волной в течение периода: лямбда = Vt

-> V = L м

3- определение: Sons et Ultrasons :

* Звуки и ультразвук имеют ту же физическую природу.

– слышимые звуки : 16 Гц 20 KHz.

– ультразвук : 20 КГц до нескольких ГГц.

* Это механическое вибрационное движение, которое передается шаг за шагом в материальной среде. Звуки не распространяются в пространстве.

4- Classification des sons :

a) Чистые тоны :

Вибрации частиц характеризуется типом уравнения:

х = грех(2 П С Т) и λ = с = v / μ

Икс: позиция,

a:диапазон движения,

м:частота колебаний,

T:время, L: длина волны

с:скорость звука.

замечания :

– фаза Концепция: два чистые тон может вызвать те же продольные движения частиц одного и ту же общей среду, но эти движения не могут быть обучены время.

между й1 = Грех ω т х и др2 = Грех(омега т + F)

Даже движение частиц, но второе движение вперед первый из времени:

т = ч / ч

– Распространение звука осуществляется путем передачи колебаний материальной частицы к своему соседу: должны быть выделены:

– скорость вибрации или мгновенная скорость: локальная скорость набора частиц в вибрации движения: v = дх / дт = А омега сов омега т

– скорость звука: скорость распространения звуковой волны вдоль направления.

– Если среда изотропна, скорость зависит только от характеристик окружающей среды:

Звуки даже быстрее, чем средства массовой информации являются твердыми.

В воздухе: с = 330 в 340 Миз

В воде: с = 1450 Миз

В мягких тканях: с = 1540 Миз

В костях: с = 3300 Миз

б) Les sons complexes et les bruits :

Выпускают частиц, движущихся в периодических движений, но не синусоидальной.

с) шумы :

вследствие непериодических колебаний.

5- Pression, impédance et puissance acoustiques :

a) звуковое давление :

Вдоль оси распространения звука, частицы проходят синусоидальное вибрационное движение вокруг их положения покоя, Плотность изменяется вдоль этой оси, faisant apparaitre des régions plus denses et d’autres moins denses qu’à l’état de repos :

Изменения давления вокруг атмосферного давления, поэтому избыточные давления и впадины по отношению к базовому давлению. Это изменение называется звуковым давлением.

Р = Р V C

р:плотность

v: скорость звука

с:акустическая Быстрота

Звуковое давление мало по сравнению с атмосферным давлением 2.10-5 в 20 Пенсильвания

(по сравнению с 1,013.105 Пенсильвания), или изменение соотношения 106 логарифм.

б) Impédance acoustique :

Очень важный параметр для характеристики окружающей среды.

Z = P / V = ​​ρ с

с: акустический импеданс

п: звуковое давление

v: скорость вибрации

с:быстрота; р: плотность

Quelques valeurs d’impédance acoustique :

Воздух г = 0,04 x103 g.cm-2.s-1

Вода г = 1,48 x103 g.cm-2.s-1

Фуа г = 1,65 x103 g.cm-2.s-1Ос г = 7,5 x103 g.cm-2.s-1

с) мощность звука (или п.п.м.) :

Звуковое давление по отношению к единице площади и единицы времени Акустическая мощность чистого звука.

 

 

Так как v = Р / ρ с <знак равно> W = Р2/ рс

6- Niveau sonore :

Измерение уровня мощности звука, tjrs по сравнению с эталонным звуком как: W0знак равно 10-12 Вт / м2

как масштаб W / W0 -> 1012

измерения уровня мощности Блок акустического = логарифм отношения W / W0 Бел =

* Взяв в качестве исходного уровня, акустическая мощность чистого звука слышимого только 1000Гц W0знак равно 10-12 Вт / м2

I = Log W / W0

Это уровень интенсивности шума в белах и изменяется 0 в 12.

* Для уточнения шкалы чувствительности, используется десятая Бел (децибелы или дБ)

я децибелзнак равно 10 Вход W / W0

Диапазон от 0 в 120.

  • Некоторые примеры уровней звука:

0 децибел : Порог слышимости

20 децибел : низкий голос

90 децибел : мотоцикл

130 децибел : реактивный самолет

II- Biophysique de l’audition :

1- физиология :

Ухо орган слуха. Он играет важную роль в уравновешивания.

Ухо состоит из передачи и восприятия камеры.

a) Appareil de transmission :

Это преобразователь энергии. звуковые волны воздушной среды в жидкой среде оно прошло.

звуки, подобран павильона, направляется через наружный слуховой проход, вибрировать барабанную перепонку в виде мембраны микрофона.

Вибрация барабанной перепонки вызывает вибрацию цепи слуховых косточек.

Эта вибрация передается на подножку из стремени. Это движение подножку вызывает движение жидкости во внутреннем ухе возбуждения органа Корти.

б) Appareil de perception :

Акустические колебания пришли к сенсорным клеткам Кортите.

  • Орган Корти преобразует механическую энергию в энергию нервной.
  • Нервный импульс затем проходит улитковый нерв и центральные пути кохлеарных.
  • Остатки евстахиевой трубы внутри коробки давления, равные, что существующие на внешней стороне барабанной перепонки.

2- Les troubles de l’audition :

A- Глухота передачи :

Они образуются в основном механические проблемы на барабанную перепонку или цепь слуховых косточек. Хирургия может дать хорошие результаты.

В- Нейросенсорная потеря слуха :

Они влияют на внутреннее ухо и недоступны для хирургии.

Принятие слуховых аппаратов переменной частоты и интенсивности может бороться с этим типом глухоты.

3- Les phénomènes subjectifs de l’audition ou qualité physiologique des sons :

Звук ощущение описывается 3 Основные качества:

a- Высота или шаг :

Качество ощущения, что делает этот звук высокой или низкой. Это в первую очередь связанно с частотой.

дифференциальный порог относительный шаг: D м / м,

D м: изменение наименьшей частоты

То, что мы можем воспринимать.

между 60 и 1000 Гц,

SDR =: D м / т = CSTE = 1/80 = 1comma

В этом диапазоне частот, Изменение шага Δ Н ​​пропорциональна SDR,

Д Н = К: D м / м

Для двух различных ощущений:

ЧАС2 - H1 = K.Log м 2/ м 1

Définition de l’octave :

Это единичный интервал основного тона между двумя тонами из которых имеет частоту в два раза больше другого:

1 октаву = к Log2

другой блок: Savart где к = 103

1 октава = 300 Swarts = 103log2

Звуковая мощность также действует для изменения высоты

  • При низкой частоте и высокой акустической мощности, звук кажется более серьезным.
  • Высокая частота и высокая акустическая мощность, звук кажется более острым.

б- La sonie ou sonorie ou intensité psychologique d’un son :

Это качество ощущения, что делает этот звук является сильным или слабым. Это связано с акустической мощности.

S = к logW / Вт0

W0знак равно 10-12 Watt.m-2 в 1000 Гц

Область слуховой области проходит между минимальным порогом слышимости и болевым порогом.

Устанавливает пороговые значения кривые с различными субъектами как уровень звука в дБ и частоту в Гц.

Cette qualité de sensation se quantifie en unité « phone »

с- Le timbre :

Штамп является качество звука, который может распознавать два одинаковых по высоте и той же громкость звука с помощью двух различных инструментов.

III- Les ultrasons :

  • Ультразвук частотные механические колебания между 20 КГц и GHzs.

Production des ultrasons :

Переменный ток в состоянии производить высокочастотные звуки:

Магнитострикции и пьезоэлектричества.

  • Магнитострикция используется только для получения ультразвуковых.
  • Пьезоэлектричество отражает принцип как передатчик и приемник некоторых кристаллов: это последний, который используется в ультразвуке.

-Преобразование силы в разности потенциалов и обратно.

-Несколько видов кристаллов обладают этим свойством: В этом случае из кварца.

Вырезать надлежащим образом в кристалле, пластина помещается между двумя металлическими пластинами и подвергали различий в электрических потенциалов расширяется или сжимается, следуя направлению приложенного напряжения.

Чередование разностей потенциалов вызывает при движении кристалла вибрационного.

Частота этой вибрации зависит от электрического возвратно-поступательного движения.

* Пьезоэлектрические кристаллы также рецепторы, когда ультразвуковая волна, после перенесенного отражения на интерфейсе (эхо) возвращается к кристаллу передатчика. Это место вариации разности потенциалов может быть усилено и отображается на экране осциллографа.