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1、高职振动和波文高职振动和波文本讲稿第一页，共五十三页教学基本要求教学基本要求一一 掌握掌握简谐振动、共振、声强、声强级、乐音等概念。简谐振动、共振、声强、声强级、乐音等概念。二二 理解理解横波、纵波与波的干涉和衍射，波长、波横波、纵波与波的干涉和衍射，波长、波速和频率的关系。速和频率的关系。三三 了解了解超声波的特性和在医学中的超声波的特性和在医学中的应用。应用。本讲稿第二页，共五十三页机械振动的机械振动的概念概念物体沿直线或弧线在物体沿直线或弧线在平衡位置附近平衡位置附近做周期性的做周期性的往往复运动复运动，这种运动叫做机械振动，简称振动。，这种运动叫做机械振动，简称振动。第一节第一节 机械
2、振动机械振动回复力回复力振动物体在振动过程中，当偏离平衡位置时，振动物体在振动过程中，当偏离平衡位置时，总是受到一个总是受到一个指向平衡位置指向平衡位置的的合外力合外力，这个力，这个力叫做回复力。叫做回复力。本讲稿第三页，共五十三页一、简谐振动一、简谐振动（simple harmonic vibration）：简谐振动：物体在受到简谐振动：物体在受到大小跟位移成正比大小跟位移成正比，而，而方方向相反的回复力作用向相反的回复力作用下的振动。下的振动。即即:F=-kx 本讲稿第四页，共五十三页2 2、运动情况：、运动情况：分为两个过程：分为两个过程：离开平衡位置运动：离开平衡位置运动：向平衡位置运
3、动：向平衡位置运动：做加速度增大的减速运动做加速度增大的减速运动做加速度减小的加速运动做加速度减小的加速运动1 1、特征：、特征：回复力：回复力：加速度：加速度：本讲稿第五页，共五十三页二、振动的振幅、周期和频率物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。振动的周期T是指完成一次全振动的时间。振动的频率f是指单位时间内完成的全振动的次数。本讲稿第六页，共五十三页实验表明,振动周期或频率是由振动物体本身的性质所决定的,跟振幅的大小无关,因此叫做固有周期和固有频率.弹簧振子的周期：本讲稿第七页，共五十三页三、单摆三、单摆单摆振动是简谐振动单摆振动是简谐振动,条件：摆角摆角 20000Hz20000
4、Hz脉冲信号脉冲信号u 压电换能器（探头）：发射、接收超声波压电换能器（探头）：发射、接收超声波+-+-、压电效应：、压电效应：形变形变电荷电荷、逆压电效应：电压（电场）、逆压电效应：电压（电场）形变形变本讲稿第三十九页，共五十三页 2.2.超声诊断仪的结构超声诊断仪的结构三、超声波在医学中的应用三、超声波在医学中的应用高频信号发生器:电源:探头:显示器:1.超声诊断的基本原理：超声诊断的基本原理：利用超声波在介质分界面上的反射回波反映人体内部信息。利用超声波在介质分界面上的反射回波反映人体内部信息。本讲稿第四十页，共五十三页三、超声波在医学中的应用三、超声波在医学中的应用三、超声波在医学中的
5、应用三、超声波在医学中的应用超声诊断、超声治疗、生物组织超声特性等超声诊断、超声治疗、生物组织超声特性等1 1、A A型超声诊断仪：型超声诊断仪：声阻抗变化声阻抗变化反射反射本讲稿第四十一页，共五十三页2.B型超声诊断仪型超声诊断仪 回波辉度调制回波辉度调制 显示断层声像显示断层声像 二维信息二维信息本讲稿第四十二页，共五十三页2 2 2 2、B B B B型超声诊断仪型超声诊断仪型超声诊断仪型超声诊断仪本讲稿第四十三页，共五十三页3、M型超声诊断仪：观察和记录脏器活动情况4 4、超声多普勒血流仪：、超声多普勒血流仪：超声多普勒效应测血流速超声多普勒效应测血流速本讲稿第四十四页，共五十三页彩色
6、多普勒血流成像仪彩色多普勒血流成像仪(彩超彩超)二维血流成像二维血流成像技术。技术。用一高速用一高速相控制扫描探相控制扫描探头进行平面扫头进行平面扫查，实现解剖查，实现解剖结构与血流状结构与血流状态两种显像。态两种显像。本讲稿第四十五页，共五十三页5 5、彩色多普勒血流成像仪（彩超）、彩色多普勒血流成像仪（彩超）胎胎儿儿的的超超声声波波影影象象（假假彩彩色色）本讲稿第四十六页，共五十三页6 6 6 6、超声治疗、超声治疗、超声治疗、超声治疗u 超声波广泛用于医学治疗，对治疗偏瘫、面神经超声波广泛用于医学治疗，对治疗偏瘫、面神经麻痹、小儿麻痹后遗症、乳腺炎、乳腺增生症、血麻痹、小儿麻痹后遗症、乳
7、腺炎、乳腺增生症、血肿、肿瘤、碎石等等，都有一定的疗效肿、肿瘤、碎石等等，都有一定的疗效u超声雾化器超声雾化器 u电子听诊器电子听诊器 本讲稿第四十七页，共五十三页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数或单位时间内观测者接收到的振动次数或完整波数完整波数.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.多普勒效应多普勒效应本讲稿第四十八页，共五十三页一一 波源不动，观察者相对介质以速度波源不动，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
8、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多普勒效应多普勒效应本讲稿第四十九页，共五十三页二二 观察者不动，波源相对介质以速度观察者不动，波源相对介质以速度 运动运动多普勒效应多普勒效应本讲稿第五十页，共五十三页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多普勒效应多普勒效应本讲稿第五十一页，共五十三页三三 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 若波源与观察者若波源与观察者不沿二者连线运动不沿二者连线运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+.本讲稿第五十二页，共五十三页5）卫星跟踪系统等卫星跟踪系统等.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移说明大爆炸理论；天文学家利用电磁波红移说明大爆炸理论；4）用于贵重物品、机密室的防盗系统；用于贵重物品、机密室的防盗系统；多普勒效应的应用多普勒效应的应用本讲稿第五十三页，共五十三页