2021年十一月整理醫(yī)用物理學(xué)大一期中復(fù)習(xí)提綱.doc

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯2021年十一月整理醫(yī)用物理學(xué)大一期中復(fù)習(xí)提綱.doc 醫(yī)用物理前半學(xué)期學(xué)問點(diǎn)總結(jié) 整理：臨五四班物理小組 第一章：流體力學(xué) 流體： 具有流淌性的物體( 氣體和液體) 流體力學(xué)： 討論流體運(yùn)動(dòng)及與其中的物體之間相互作用規(guī)律 應(yīng)用： 血液的動(dòng)力學(xué) ， 與血液流淌相關(guān)的現(xiàn)象，如粘度，血壓等 學(xué)習(xí)要求: 把握： 液體連續(xù)性原理，柏努利方程泊肅葉公式 熟識(shí)：粘滯系數(shù)、牛頓粘滯系數(shù) 數(shù) 了解：血循環(huán)系統(tǒng)的血液的速度和血壓變化、血壓測(cè)量、雷諾數(shù) 第一節(jié)抱負(fù)液體的流淌(Flowofidealliquid) 流體的性質(zhì)： 流體是一種可以流淌的物質(zhì) ， 流體包括空氣的液體 n

2、 能承受很大的壓力 n 能適應(yīng)任何形 狀的容器 n 無(wú) 無(wú) 法承受拉力 抱負(fù)液體： 肯定不行壓縮、無(wú)粘滯性的液體。 穩(wěn)定流淌： 每肯定點(diǎn)的液體的速度不隨時(shí)間而變的流淌。 ( 實(shí)際和抱負(fù)液體均可有穩(wěn)定流淌) 流線的切線方向，該點(diǎn)液體流淌方向 流管：由一系列流線組成的四周封閉，二端開口的管狀物 液流連續(xù)原理: (Q 流量，同一流管的流量為恒量 橫截面大的，流速?。?） Q v S v S = =2 2 1 1 適用范圍： 不行壓縮液體的穩(wěn)定流淌 同一流管 中任意二個(gè)垂直于流管的截面 實(shí)際和抱負(fù)液體均可適用 抱負(fù)液體在同一垂直于流管截面處各點(diǎn)流速相同。而實(shí)際液體是不同的，由該截面的平均流速來(lái)代替液流

3、連續(xù)原理 的流速。 思索： 水籠頭流出的水為什么會(huì)變得越來(lái)越細(xì)？ 伯努利方程： 適用范圍； ； n 同一流管 n 抱負(fù)液體 爭(zhēng)論： 由于抱負(fù)液體在運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒有與運(yùn)動(dòng)方向平行的切向力作用，所以任一點(diǎn)的壓強(qiáng)只與位置有關(guān)，與方位無(wú)關(guān)。 同一高度處，流速越大，壓強(qiáng)就越小。 例 ： 求 PA 、 PC 及 等 粗 細(xì) 管 中 的 流 速 。答案: 例：管 如圖所示，大容器底部接一根粗細(xì)不均的豎直細(xì)管 BC ，B 處橫B B B A A AP gh v P gh v + + = + + r r r r2 221214 0gh P P A r - = ) (4 3 0h h g P Pc+ - = r 為

4、截面積為 C 處的兩倍，B ，C 間高度差為 50cm 。容器內(nèi)水面( 抱負(fù)液體 體) 至出口 C 處的高度為 1.8m 。求圖中豎直管中水面上升的高度。 答案： 伯努利方程的應(yīng)用： ： 1. 空吸作用(Suction)， ， 應(yīng)用：噴霧器，口腔科的吸唾器。 2. 汾丘里管(VenturiTube)， ， 應(yīng)用：測(cè)量流體流速 其次節(jié)實(shí)際液體的流淌 一、牛頓粘滯定律粘滯系數(shù) 層流： 實(shí)際液體具有粘滯性，假如液體流淌層次分明為層流(Laminarflow) 。 湍流： 當(dāng)流體流速超過某一數(shù)值時(shí)，流體不再保持分層流淌，而可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，有垂直于管軸方向的分速度，各流層將混淆起來(lái)，并有可能消失渦旋

5、，這種流淌狀態(tài)叫湍流。 流體作湍流時(shí)所消耗的能量比層流多，湍流區(qū)分于層流的特點(diǎn)之一是它能發(fā)出聲音。 過渡流淌： 介于層流 與湍流間的流淌狀態(tài)很不穩(wěn)定. 1. 粘性力（內(nèi)摩擦力）：相鄰兩流層之間因流速不同而作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在切線方向上存在著的相互作用力。 m h D 85 . 0 = 2. 牛頓粘性定律： ：若 若x 方向上相距dx 的兩液層的速度差為dv ，則dv/dx表示在垂直于流速方向單位距離的液層間的速度差叫做速度梯度，一同 般不同 x 處，速度梯度不同，距管軸越遠(yuǎn)，速度梯度越大，其單位為1/s 。 試驗(yàn)證明：F S ，dv/dx 二、牛頓液體與非牛頓液體 遵循牛頓粘性定律的流體叫牛頓流體

6、，勻質(zhì)液體的粘滯度不隨切率的變化而轉(zhuǎn)變，如：水、血漿 不遵循牛頓粘性定律的流體叫非牛頓流體，非 勻質(zhì)液體的粘滯度隨著切率的減小而增大，如：血液 三、層流與湍流雷諾數(shù) 四、泊肅葉公式(Poiseuillesformular) 適用條件：實(shí)際液體，層流 等粗水平管中流淌狀況 泊肅葉公式爭(zhēng)論： 速 泊肅葉公式：流速 v 與面積 s 成正比 速 連續(xù)性原理：流速 v 與面積 s 成反比 區(qū)分： 泊肅葉公式指不同的水平管之間比較 hr vdR e =202 18rlp pvh-=Rp pp plrQ2 12 140) (8-= - =hp 連續(xù)性原理指同一流管的不同粗細(xì)位置間比較 流阻: 流阻單位：Pa

7、.s/m3 或 或 N.S/m5 例：圖中所示的大容器中盛有粘滯性液體。在容器側(cè)壁同一深度處接管 有兩根水平管 A 、B ，已知 A 、B 兩管的半徑為 0.5cm 和 和 1cm ，管長(zhǎng)為 分別為 10cm 和 和 20cm ，求兩管中流量之比 QA/QB ？ 答案； 各類血管的功能 血管由動(dòng)脈、毛細(xì)血管和靜脈組成 1. 彈性貯器血管: 主動(dòng)脈和大動(dòng)脈 2. 安排血管：中動(dòng)脈 3. 毛細(xì)血管前阻力血管：小動(dòng)脈、微動(dòng)脈 4. 毛細(xì)血管前括約肌 5. 交換血管：真毛細(xì)血管 6. 毛細(xì)血管后阻力血管：微靜脈 7. 容量血管：靜脈系統(tǒng) 8. 短路血管：小動(dòng)脈和小靜脈間的吻合支 408rlRph=81

8、8) (8) (440404= =-=A BB ABB BAA ABAl rl rlP P rlP P rhphp 斯托克斯定律 固體在粘性流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)將 受到粘性阻力作用，若物體的運(yùn)動(dòng)速度很小，它所受的粘性阻力可以寫為：數(shù) 比例系數(shù) k 由物體外形打算。 為 對(duì)于球體，若半徑為 R ，則 k=6 ， 收尾速度（沉降速度） ） 應(yīng)用: 知 在已知 R、 、 、的狀況下，只要測(cè)得收尾速度便可以求出液體的粘滯系數(shù)。 在已知、的狀況下，只要測(cè)得收尾速度便可以求出球體半徑 徑 R 。 第三節(jié)血液的流淌(Flowofblood) 一、 紅細(xì)胞的軸流現(xiàn)象 二、 循環(huán)系統(tǒng)中血流速度的變化 三、循環(huán)系統(tǒng)中血壓

9、的變化及其測(cè)量 血壓的形成(bloodpressure) （ （1 ）血液充盈程度 （ （2 ）心室射血( 勢(shì)能和血流的動(dòng)能) （ （3 ）血液遇到的阻力 主動(dòng)脈和大動(dòng)脈的彈性貯器作用緩沖作用和連續(xù)的血流 血壓的測(cè)量 vl k f h =vR f ph 6 =( ) s rh- =922gRv T 血壓是指血管內(nèi)的血液 對(duì)于單位面積血管壁的側(cè)壓力，也即壓強(qiáng)。 由于心臟的收縮與舒張，動(dòng)脈中的壓強(qiáng)發(fā)生變化，動(dòng)脈中血壓的最大值為心縮壓，最小值為舒張壓 血壓?jiǎn)挝粏挝晦D(zhuǎn)換 影響動(dòng)脈血壓的因素 ； 心輸出量, 外周阻力, 循環(huán)系統(tǒng)的血液充盈程度,主動(dòng)脈的彈性貯器作用 重力對(duì)血液流淌的影響： ： n 血壓低

10、； n 靜脈有較大的可擴(kuò)張性； n 靜脈充盈受跨壁壓的影響； n 重力對(duì)靜脈血壓的影響大； 加速運(yùn)動(dòng)對(duì)血壓的影響： ： 正向加速度 ： 心血管系統(tǒng)( 下肢瘀血，視覺和知覺丟失）、呼吸系統(tǒng) 負(fù)向、橫向加速度： 心血管系統(tǒng)、肌肉骨骼系統(tǒng)、體液平衡、前庭器官、適應(yīng)力量 其次章振 動(dòng)和波 把握：諧振動(dòng)方程、波動(dòng)方程 熟識(shí)：同方向、同頻率振動(dòng)合成 了解：駐波、拍、振動(dòng)合成與分解 機(jī)械波產(chǎn)生的兩個(gè)條件：波源，媒質(zhì) 一、 諧振動(dòng) x ar r2w - = 諧振動(dòng)方程式： ) cos( j w + = t A x A A 振幅 w w 角頻率 T T 周期 f f 頻率 w w t+j j 相位 二、 諧振動(dòng)

11、的合成 （1 1前 ）速度在相位的比位移超前 p p /2 ， 加速度超前速度, ,差 相位差 p p /2 。 同向：相位相同 反向：相位相差 同頻、同方向振動(dòng)的疊加 )cos cossin sin() cos( 22 2 12 2 111 2 2 1222111j jj jjj jA AA AtgA A A A A+=- + + =- 當(dāng)： 1.j jD D= =j j2 2- -j j 1=± ± 2kp p 同相 A=A1+A2 振幅加強(qiáng) 2.j jD D= =j j2 2- -j j 1=± ± (2k+1)p p 反相 A=|A1- - A2

12、| 振幅減弱 3. 其他 狀況： |A1- - A2|£ £A A£ £ A1+A2 （2 2 ）拍 1. 合振動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 2.|f2- -1 f1|f2+f1 合振動(dòng)變化頻率為 (f1+f2)/2 3. 合振幅是變化的，幅值 2A ，其強(qiáng)度變化的頻率為 |f2- - f1| ，稱拍頻 （3 3 ）簡(jiǎn)單振動(dòng)的分解 傅里葉 (Fourier) 證明：一個(gè)任意( ( 具有周期為 T=2p p/ /w w) ) 周期性振動(dòng)，于 能分解為一系列圓頻率等于 w w 的整數(shù)倍的諧振動(dòng)。 ) sin cos ( ) (10t n B t n A A t Fnn n

13、w wå¥=+ + = 其中： A0 、n An 和 和 n Bn 為恒量，即分振動(dòng)的振幅 w w 稱為基頻 n nw w 稱 稱 n n 次諧波 三、 波動(dòng) 波的特點(diǎn)：（1 1 ）具有肯定的傳播速度； （2 2 ）伴隨著能量的傳播； （3 3 ）能產(chǎn)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象； （4 4 ）有相像的波函數(shù)等。 橫波：質(zhì)元振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直 縱波：質(zhì)元振動(dòng)方向與波的傳播方向平行 橫波和縱波是自然界中存在著的兩種最簡(jiǎn)潔的波，其他如水面波、地震波等，狀況就比較簡(jiǎn)單。 機(jī)械波波動(dòng)方程úûùêëé+ ÷

14、;øöçèæ± = j wuxt A y cos 1. 相速度：等相位面沿波線向前推動(dòng)的速度，即波速( ( 單位時(shí)間波所傳過的距離) ) 。 2. 波長(zhǎng)：兩相鄰?fù)帱c(diǎn)間的距離 3 3 周期 T T ：波前進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)的距離所需的時(shí)間。 4. 角波數(shù)：l 2= k 即單位長(zhǎng)度上波的相位變化 留意：波的周期和頻率與媒質(zhì)無(wú)關(guān)，由波源確定。 波速與波源無(wú)關(guān)，由媒 質(zhì)確定。 不同頻率的波在同一介質(zhì)中波速相同。 波在不同介質(zhì)中頻率不變。 波動(dòng)只是振動(dòng)狀態(tài)( ( 相位) ) 的傳播，介質(zhì)本身并不隨波遷移。 波動(dòng)是能量傳播的過程，而非介質(zhì)傳播的過程。

15、波動(dòng)式的其它形式： úûùêëé+ = j ) ( 2 coscxt f A y m ) 2 ( f = w úûùêëé+ = jl) ( 2 cosxTtA m ) ,1( cTTf = = l j + = ) ( cos x ut k A m ) , 2(Tu kll= = j w + = kx t A m cos ) 2, 2(Tu ku = =l 1 1 、0x x = 時(shí)， ( ) t x y y ,0= 表示0x 處質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻位移。波動(dòng)方程變成了0x 處質(zhì)點(diǎn)

16、振動(dòng)方程。 2 2 、0t t = 時(shí)， ( )0,t x y y = 表示0t 時(shí)刻波線上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移。波動(dòng)方程變成了0t 時(shí)刻的波形方程。 3 3 、 x 、 t 均肯定時(shí), , ( )0 0 ,tx y y = 表示0t 時(shí)刻坐標(biāo)為0t 處質(zhì)點(diǎn)的位移。 4 4 、 x 、 t 均變化時(shí)， ( ) t x y y , = 表示波線上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移。為波動(dòng)方程。 振動(dòng)方程是時(shí)間 t t 的 函數(shù)而波動(dòng)方程是時(shí)間和空間的函數(shù)。表示波線。 上任一（全部）質(zhì)點(diǎn)在任意（全部）時(shí)刻離開各自平衡位置的位移。 量 波 的 能 量 ( ( 與 介 質(zhì) 的 動(dòng) 能 與 ( ( 性 彈 性 ) ) 和

17、 勢(shì) 能 之 和 ) ) 。) ( sin d21dE2 2 2p kCxt VA dE - = = w w r 波動(dòng)的能量： ) ( sin d d d d2 2 2p kCxt VA E E E - = + = w w r . 1. 度 能 量 密 度 ( ( 量 單 位 體 積 介 質(zhì) 內(nèi) 的 能 量 ) ) ：) , ( ) ( sinv02 2 2t x wcxt AdEw = + - = = j w w r . 2. 平 均 能 量 密 度 ( ( 能 量 密 度 在 一 個(gè) 周 期 內(nèi) 的 平 均 值 ) ) ：ò=Tt wTw0 d12 221w r A = 能流密度

18、： c A c wSPI2 221ddw r = = = 四、 波的干涉 1 1 、干涉現(xiàn)象 兩列波相遇區(qū)域內(nèi)振動(dòng)在空間上消失穩(wěn)定的周期性的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象。 2 2 、相干波條件 1) 頻率相同； 2) 振動(dòng)方向相同； 3) 同相或相位差恒定。 滿意上述三條件的波稱為相干波，其波源稱為相干波源。 設(shè)產(chǎn)生簡(jiǎn)諧波的兩源 波源 S1 、S2 的振動(dòng)方程為： ) cos(1 1 1j w + = t A y ) cos(2 2 2j w + = t A y 中 兩列波在波場(chǎng)中 P 點(diǎn)引起的振動(dòng)為： ) 2 cos(11 1 1lj wrt A yp- + = ) 2 cos(22 2 2lj wrt

19、A yp- + = 由簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成規(guī)律：P 點(diǎn)的振動(dòng)仍為簡(jiǎn)諧振動(dòng)。 ) cos(2 1j w + = + = t A y y yp p p lj j j1 21 2 2r r - - = D 為肯定值 兩列相干波在空間疊加時(shí)，對(duì)于空間不同的點(diǎn)，合振動(dòng)的振幅 A A 不同，并且 A A 不隨時(shí)間變化， 合振幅形成穩(wěn)定的分布。有些點(diǎn)處振動(dòng)始終被加強(qiáng)（相長(zhǎng)干涉）、有些點(diǎn)處始終被減弱（相消干涉），得到穩(wěn)定的干涉圖樣，稱為干涉現(xiàn)象。 駐波 波形不傳播，是媒質(zhì)質(zhì)元的一種集體振動(dòng)形態(tài)。是兩列振幅相同的相干波在同始終線上沿相反方向傳播時(shí)形成的疊加波。 駐波方程：yTt xA plp 2 cos 2 cos

20、2 = 駐波的特點(diǎn) 1. 頻率特點(diǎn)： 各質(zhì)元以同一頻率作簡(jiǎn)諧振動(dòng)。 2. 振幅特點(diǎn)： (1) 各點(diǎn)的振幅 ) 2 cos( 2lpxA 和位置 x x 有關(guān)，振幅 大小按余弦規(guī)律隨 x x 變化 (2) 波節(jié)：有些點(diǎn)始終靜止，這些點(diǎn)稱作波節(jié) 波節(jié)位置 ： L 2 , 1 , 0 ,4) 1 2 ( = + ± = k k xl 波腹位置： L 2 , 1 , 0 ,2= ± = k k xl 相鄰兩波腹距離：2l= Dx 能量特點(diǎn) 波節(jié)始終保持不動(dòng)，所以無(wú)能量流過節(jié)點(diǎn) (1) 動(dòng)能：當(dāng)各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)到達(dá)平衡位置時(shí)：介質(zhì)無(wú)形變，勢(shì)能為零，。 此時(shí)駐波能量為動(dòng)能。波腹處動(dòng)能最大，駐

21、波能量集中在波腹四周。 (2) 勢(shì)能：當(dāng)各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)到達(dá)最大位移時(shí)：動(dòng)能為零，此時(shí)駐波能量為勢(shì)能。波節(jié)處形變最大，勢(shì)能最大，能量集中在波節(jié)四周。 (3) 結(jié)論：動(dòng)能、勢(shì)能 不斷在波腹四周和波節(jié)四周間相互轉(zhuǎn)換，能量交替?zhèn)鬟f。 簡(jiǎn)正模式：凡只能以某一頻率的整數(shù)倍振動(dòng)的振動(dòng)形式稱為簡(jiǎn)正模式 外界策動(dòng)源頻率與系統(tǒng)某本征頻率相同時(shí)，激起高強(qiáng)度的駐波，也叫共振或諧振。 第三章聲與超聲 把握：聲壓、聲強(qiáng)、聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、多普勒效應(yīng) 熟識(shí)：聲阻、響度級(jí)、超聲診斷物理原理 了解：聽力曲線、超聲特點(diǎn)與應(yīng)用 在彈性介質(zhì)中傳播的機(jī)械縱波，一般統(tǒng)稱為聲波（在固體中傳播時(shí)，還可為橫波）。 在 其中頻率在 20 20210H

22、z 范圍，稱為可聽聲，簡(jiǎn)稱聲波；頻率低于20Hz 叫做次聲波，高于 20210Hz 叫做超聲波。 聲波在各種介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變，速度可變。地球的地核的內(nèi)部是固態(tài)，外部是液態(tài)，地震既有縱波，又有橫波。V 固V 液V 。 氣。 縱波：介質(zhì)發(fā)生周期性疏密變化，為脹縮波。存在于抱負(fù)流體（氣體和液體) 中。 橫波：只能使介質(zhì)形變，不能體變，為畸變波。存在于高粘滯液體或固體。 聲壓： 沿 一平面簡(jiǎn)諧聲波在各向同性的勻稱媒介中無(wú)衰減地沿X 正方向傳播，其波動(dòng)方程： 聲阻：反映了介質(zhì)中的密度與彈性。 聲波在不同聲阻介面反射系數(shù)( 垂直入射）： 聲強(qiáng)： 2) ( cosp pw w w w r r + -

23、=cxt cA Pm mcV cA P r r w w r r = = ) ( cos j j w w + - =cxt A y) S kgm (10 -1 -2 6C z r r =21 21 2) (Z ZZ Zir+-= a a2 221w w r r cA I =221mcV r r = 聲強(qiáng)級(jí)(SIL) ： 以 聽閾與痛閾是以 1000Hz 的純音為標(biāo)準(zhǔn)：I 0 =10 -12 w/m2SIL=0db 痛閾：I=1w/m2SIL=120db 值 若空氣中的聲波，其聲壓的幅值 0.2N/m2 。問：聲波的聲強(qiáng)是多少？ 級(jí) 若人講話的聲強(qiáng)級(jí) 50db ，問多少人同時(shí)講話能達(dá)到 120db

24、 。 答案：1000,0000 聲 若一臺(tái)機(jī)器噪聲 50db, 二臺(tái)機(jī)器噪聲 100db? 為 有若干個(gè)相同的喇叭，每只聲強(qiáng)為 10-11w/m2 ，求三只喇叭與一只喇叭的聲強(qiáng)級(jí)差，多少只喇叭是三只喇叭的聲強(qiáng)級(jí)的三倍？ 聲壓級(jí)(SPL) 同一媒介： ) ( log 10010dbIISIL=3/ 29 . 1 m kg =空氣r r s m C / 340 =空氣2 522/ 10 55 . 4340 29 . 1 22 . 02m WCPIm -´ =´ ´= =r rdb SIL 7710 00 . 110 55 . 4log 1012510=´&#

25、180;=-) ( log 10010dbII：SIL = 一臺(tái)機(jī)器噪聲) (2log 10010dbII：SIL = 二臺(tái)機(jī)器噪聲(db) 53 (db) log 10 2 log 10010 10= + =IIdbIIIISIL 73 . 4 3 log 10 log 103log 1010010010= = - = D設(shè) 設(shè) n 只喇叭是三只喇叭的聲強(qiáng)級(jí)的三倍10 100 0310log 3 10lognI II I= ´ 2700 n = 只2021PPII=) ( log 20210dbPPSPL=Pa 10 2 415 105 120 0 0- -´ =

26、80; = = = C I Z I P r r P 0 中 ：空氣中 1000Hz 純音聽閾的聲壓有效值： 級(jí) 留意：待測(cè)聲波和參考聲波相對(duì)于同一媒介時(shí)，聲強(qiáng)級(jí)(SIL) 與聲壓級(jí) 級(jí)(SPL) 相同。 為 某聲壓為 10-4Pa 的聲波在空氣中傳播，若使其聲壓級(jí)增大 40db, 則增壓 大后的聲波的聲壓 P 為多少。聲強(qiáng)是原來(lái)的多少倍，聲強(qiáng)級(jí)增加多少？ 響度級(jí)：人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的主觀感覺。聲音的響度不僅與聲強(qiáng)有關(guān)，而且與聲音的頻率有關(guān)。響度級(jí)單位：方(phon) 。響度級(jí)大小是以頻為 率為 1000Hz 的聲音，響度感覺相同為基準(zhǔn)。 響度曲線：將不同頻率的相同響度感覺和各點(diǎn)連接起來(lái)，形成響度曲

27、線。曲線上各點(diǎn)不同頻 率和聲強(qiáng)的聲音在人耳中可引起相同響度的感覺。0 方曲線為聽閾曲線，120 方曲線為痛閾曲線。 聽力曲線：0 分貝并不是都以 I 0 作為標(biāo)準(zhǔn)，而是以正常人的不同頻率的聽閾值作為標(biāo)準(zhǔn)。 多普勒效應(yīng)： ) ( log 202110dbPPSPL =Pa P5010 2-´ =db 14 5 log 2021 210log 20215410» =´=-SPL令 令P 2 為 增大后的 聲波的聲壓, 比原來(lái)的聲壓級(jí)增大40 db500 log 20 5 log 20 40 log 2021 100210= + =PPPa 10 00 . 1 5002

28、0 2-´ = = P P42121210 =÷÷øöççèæ=PPIIdb 40 log 10log 10 log 10 1121001100210 2= =- = - = DIIIIIISIL SIL SILov 觀看者 向 動(dòng) 波源運(yùn)動(dòng) + ，遠(yuǎn)離 .ov 觀看者 向 動(dòng) 波源運(yùn)動(dòng) + ，遠(yuǎn)離 .波源 向 觀看者運(yùn)動(dòng) 離 ，遠(yuǎn)離 + sv 波源 向 觀看者運(yùn)動(dòng) 離 ，遠(yuǎn)離 + svfuufso"vvm±= 當(dāng) 沖擊波：當(dāng) v s u 時(shí)，波源就會(huì)沖出自身發(fā)出的波陣面, 它所發(fā)出的

29、波的一系列波面的包絡(luò)是一個(gè)圓錐體，稱為馬赫錐，在這個(gè)圓錐上，波的能量高度集中，形成沖擊波或激波，如核爆炸、超音速飛行等。 A 以 火車以 V1=20m/s 為 速度行駛，汽笛頻率為 f=120Hz ，B 火車以V2=25m/s 速度行駛( 空氣中聲速 c=340m/s) 。求 A ，B 兩車相向和背向行駛時(shí)，B 車司機(jī)聽到的頻率。 有 有 A 、B 兩個(gè)汽笛，其頻率為 200Hz ，B 靜止，而 A 以 以 10m/s 的速度者 向左運(yùn)動(dòng)，兩汽笛間的觀看者 P 以 以 5m/s 的速度向右運(yùn)動(dòng)，若聲速為340m/s, 則觀看者聽到來(lái)自 A 的聲波頻率和來(lái)自 B 的聲波頻率以及拍頻是多少？ A

30、、B 為兩個(gè)汽笛，其頻率皆為 500Hz ，A 靜止，B 以 以 60m/s 的速率向右運(yùn)動(dòng). 在兩個(gè)汽笛之間有一觀看者 O ，以 30m/s 的速度也向右運(yùn)u tSv SSv SSv S a a馬赫錐Hz fV cV cf 137 12021 34025 340"12= ´-+=-+=相向Hz fV cV cf 137 12021 34025 340"12= ´-+=-+=相向Hz fV cV cf 105 12021 34025 340"12= ´+-=+-=背向Hz fV cV cf 105 12021 34025 340&qu

31、ot;12= ´+-=+-=背向As m/ 10Ps m/ 5Hz 200BHz 200OUUHz fV cV cfAApPA2 . 191 20210 3405 340= ´+-=+-=Hz fcV cfApPB9 . 202 2021405 340= ´+=+=Hz f f fPA PB7 . 11 = - = D 動(dòng) 動(dòng). 已知空氣中的聲速為 330m/s ，求： 1 ）觀看者聽到來(lái)自 A 的頻率 2 ）觀看者聽到來(lái)自 B 的頻率 3 ）觀看者 聽到的拍頻 為 利用多普勒效應(yīng)監(jiān)測(cè)車速，固定波源發(fā)出頻率為 f=100kHz 的超聲波，當(dāng)汽車向波源行駛時(shí)，與波源

32、安裝在一起的接收器接收到從汽車反射為 回來(lái)的波的頻率為 f=110kHz. 已知空氣中的聲速為 u=330m/s ，求車速。 為 例：一船垂直地向光滑平整峭壁駛區(qū)，汽笛頻率為 60Hz ，船速 6.7m/s， ，速 聲速 335.3m/s 。求：峭壁上靜止人聽到的汽笛頻率；船上人聽到的汽笛頻率；船上人聽到峭壁反射的汽笛頻率。 fuufso"vvm±=1） ）Hz 5 . 454 Hz 50033030 330" = ´ =-f解 m/s 60 , 0 m/s, 330sB sA= = = v v u 解 m/s 60 , 0 m/s, 330sB sA=

33、 = = v v uA O BOvvsBvvA O BOvvsBvvA O BOvvsBvvHz 5 . 461 Hz 50060 33030 330 = ´+= f3） ） 觀看者聽到的拍頻Hz 7 " = - = D f f f3） ） 觀看者聽到的拍頻Hz 7 " = - = D f f f2） ）峭壁上靜止人聽到的汽笛頻率:Hz fv ccfs2 . 61 607 . 6 3 . 3353 . 335" = ´-=-=船上人聽到的汽笛頻率:Hz 60船上人聽到峭壁反射的汽笛頻率Hz fcv cf 4 . 62 2 . 613 . 335

34、7 . 6 3 . 335" 0= ´+=+=峭壁上的人 接收 汽笛 源 ： ： ：船上的人 接收 汽笛 源 ： ： ：船上的人 接收 峭壁上反射的汽笛 源 ： ： ：船上人很難聽到船上和峭壁反射的汽笛頻率, 只能聽到產(chǎn)生的拍 Hz f f f 4 . 2 60 4 . 62 " = - = - = D峭壁 接收 汽笛 源 ： ： ：Hz fv ccfs2 . 61 607 . 6 3 . 3353 . 335" = ´-=-=0vv0vv解 解 1） ） 車為接收器fuuf0"v +=2） ） 車為波源" sfuufv -

35、=2） ） 車為波源" sfuufv -= fuus0vv-+=車速1s 0h km 8 . 56-× =+-= = uf ff fv v 車速1s 0h km 8 . 56-× =+-= = uf ff fv v 以 一音叉以2.5m/s 速率接近墻壁, 觀看者在音叉后聽到的拍頻為f=3Hz， ，求音叉振動(dòng)頻率。(C=340m/s) 500Hz為 ，聲強(qiáng)為 1.0x105W/m2 的超聲波在水中傳播到達(dá)某點(diǎn)處的聲壓幅值？ 壓電效應(yīng)：超聲波的放射與接收需要超聲探頭，探頭最常用的方法是壓電換能法。通過壓電換能器將高頻電磁振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械振( 超聲) 能量，放射聲

36、波；或?qū)⒊曊駝?dòng)的能量轉(zhuǎn)換成電磁能量。 超聲波診斷原理：超聲波聲阻不同的界面回波幅度（輝度） 信號(hào)顯示方式：幅度調(diào)制和輝度調(diào)制 OSs m / 5 . 2fOSs m / 5 . 2f(f") f ： ： ： ) ( 墻 接收 音叉 源f fv ccfs5 . 2 340340"-=-=) (f (f") ： ： " ： 觀看者 接收 墻 源" f f =) (f (f) ： ： * ： 觀看者 接收 音叉 源 觀看者 音叉 觀看者聽到的聲音 ® ： ： . 2觀看者 墻 音叉 觀看者聽到的聲音 ® ® ： ： .

37、 1f fv ccfs5 . 2 340340*+=+=： ： 觀看者聽到音叉的拍頻 . 3Hz f f f f 3 )5 . 2 3403405 . 2 340340( =+-= - = DHz f 28 . 214 =3 3/ 10 00 . 1 m kg ´ =水r r s m C / 10 48 . 13´ =空氣5.4atm Pa 10 4 . 5 25= ´ = = c I P m r rm 10 2 . 127 -´ = =c fP：Amr r p p幅值2 6 2m/s 10 2 . 1 ´ = = w w A ：am質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的

38、加速度幅值 。 超聲波的特性：方向性好；穿透性強(qiáng)；反射顯著；功率較大。 超聲波對(duì)物質(zhì)的作用：機(jī)械作用、熱作用、空化 作用 超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用： A 型( 振幅) 超聲診斷儀 B 型( 輝度) 超聲診斷儀 M 型( 動(dòng)態(tài)) 超聲診斷儀 D 型( 多普勒) 超聲診斷儀 第四章液體表面現(xiàn)象 前言： 在兩種不相溶液體或液體與氣體之間會(huì)形成分界面，界面上存在著一種額外的應(yīng)力 表面張力。 :一， 液體的性質(zhì)與其微觀結(jié)構(gòu)有關(guān) 1. 液體具有肯定的體積，不易壓縮。液體分子間距較氣體小了一個(gè)數(shù)為 量級(jí)，為 10 -10 m ，分子排列較緊密，分子間作用力較大，其熱運(yùn)動(dòng)與固體相像，主要在平衡位置四周作微小振動(dòng)。

39、 2. 液體沒有肯定外形，并具有流淌性。這是由于液體分子振動(dòng)的平衡位置 不固定，是近程有序，即在很小范圍內(nèi)在一短臨時(shí)間里保持肯定的規(guī)章性。 由于液體分子間距小，分子間相互作用力較大，當(dāng)液體與氣體、固體接觸時(shí)，交界處由于分子力作用而產(chǎn)生一系列特別現(xiàn)象，即：液體表面現(xiàn)象。 二，本單元學(xué)習(xí)要求 把握：表面張力系數(shù)，球形液面內(nèi)外壓強(qiáng)差 熟識(shí)：表面活性物質(zhì)、毛細(xì)現(xiàn)象 了解：氣體栓塞、任意彎曲液面內(nèi)外壓強(qiáng)差： 第一節(jié) 表面張力 1 定義： 是指一種使表面分子具有向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，并使表面自動(dòng)收縮至最小面積的力。 2 2 從能量觀點(diǎn)來(lái)分析，任何系統(tǒng)的勢(shì)能越小越穩(wěn)定；所以表面層內(nèi)的分子有盡量擠入液體內(nèi)部的趨勢(shì)，

40、即液面 有收縮的趨勢(shì)；這種趨勢(shì)在宏觀上就表現(xiàn)為液體的表面張力。 3 3 表面張力促使液面產(chǎn)生收縮趨勢(shì)；表面張力方向是與液面相切，指向液內(nèi)；表面張力作用于二界面間，且與分界線垂直。 4 4 表面張力系數(shù)定義： =F L L 表面張力定義 = = A A S S 作功與表面積關(guān)系 = = E E S S 內(nèi)能與表面積關(guān)系 表面張力系數(shù)單位： N/m,J/m 2 2 . 5. 表面張力系數(shù)標(biāo)志著通過單位面積長(zhǎng)度分界線兩邊液面間的相互作用力。也可看作單位面積液面上的表面能。 . 6. 表面活性物質(zhì) 表面張力系數(shù)與下列因素有關(guān)： 液體性質(zhì); ; 密度小，易蒸發(fā)，a a 小 溫度越高，a a 越小 與相 鄰物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān) 與液體內(nèi)的雜質(zhì)有關(guān) 表面活性物質(zhì)使a a 下降。表面活性物質(zhì)與生命科學(xué)有親密關(guān)系。構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂、血液中的某些蛋白質(zhì)、膽汁中的膽汁酸鹽等都是表面活性物質(zhì)。 7 7 例題 ： 將表面張力系數(shù)為 4x10 - -3 3 m N/m 的皂液。吹成一個(gè)直徑為 m 10cm 的皂泡，問需要作多少功？ 解： 將一個(gè)半徑為 R R 的球形液滴，分散為 n n 個(gè)半徑為 r r 的小液滴，要作多少功？( ( 設(shè)表面張