Материал: kompendium_po_fizike
26
Тембр
–
характеристика
,
обусловленная
в
первую
очередь
спектральным
составом
звука
.
Громкость
–
характеристика
уровня
слухового
ощущения
.
Уровни
громкости
определяются
законом
Вебера
-
Фехнера
:
если
увеличивать
раздражение
в
геометрической
прогрессии
(
т
.
е
.
в
одинаковое
число
раз
),
то
ощущение
этого
раздражения
возрастает
в
арифметической
прогрессии
(
т
.
е
.
на
одинаковое
число
единиц
).
Математически
закон
Вебера
–
Фехнера
описывается
уравнением
min
/
lg
I
I
k
E
.
Если
бы
k
в
этом
уравнении
был
бы
постоянным
,
уровни
громкости
соответствовали
бы
уровням
интенсивности
,
выраженным
в
логарифмической
шкале
.
Однако
k
зависит
как
от
интенсивности
,
так
и
от
частоты
звука
,
т
.
е
.
)
,
(
I
k
k
,
поэтому
звуки
разных
интенсивностей
и
разных
частот
слышатся
неодинаково
.
Усреднённые
для
большой
выборки
кривые
,
показывающие
,
как
звук
одной
и
той
же
интенсивности
слышится
на
разных
частотах
,
называются
кривыми
равной
громкости
(
рисунок
10).
Условно
считается
,
что
на
частоте
1
кГц
уровни
громкости
и
уровни
интенсивности
совпадают
.
Для
того
чтобы
отличать
уровни
громкости
от
уровней
интенсивности
,
уровни
громкости
определяются
не
в
[
дБ
],
а
в
[
фон
] (
фонах
).
Минимальная
интенсивность
звука
,
которая
вызывает
слуховое
ощущение
на
данной
частоте
,
называется
порогом
слышимости
(
нижняя
кривая
на
приведённом
рисунке
).
3.
Аудиометрия
и
фонокардиография
Метод
измерения
остроты
слуха
называют
аудиометрией
.
При
этом
методе
определяют
порог
слухового
ощущения
на
разных
частотах
;
полученная
графическая
зависимость
Рисунок
10.
Кривые
равной
громкости
27
называется
аудиограммой
.
Сравнивая
аудиограмму
пациента
с
аудиограммой
здорового
человека
,
можно
определять
наличие
патологий
органов
слуха
.
Метод
графической
регистрации
тонов
и
шумов
сердца
и
их
последующей
интерпретации
называется
фонокардиографией
.
В
ФКГ
здоровых
взрослых
выделяют
первый
и
второй
тоны
сердца
,
у
детей
–
иногда
еще
2
дополнительных
(3-
й
и
4-
й
).
Особенно
важен
данный
метод
при
выявлении
пороков
сердца
.
4.
Поглощение
и
отражение
звуковых
волн
,
акустический
импеданс
.
Реверберация
На
границе
раздела
сред
звуковая
волна
претерпевает
отражение
и
преломление
.
При
этом
справедливы
те
же
законы
,
что
и
в
геометрической
оптике
.
Пусть
на
границу
раздела
сред
1
и
2
падает
нормально
из
среды
1
звуковая
волна
интенсивностью
1
I
.
Тогда
величина
1
2
/
I
I
,
равная
отношению
интенсивности
2
I
звуковой
волны
,
прошедшей
во
вторую
среду
,
к
интенсивности
1
I
,
называется
коэффициентом
проникновения
звуковой
волны
.
Величина
1
r
называется
коэффициентом
отражения
звуковой
волны
.
Величину
c
z
,
равную
произведению
плотности
среды
на
скорость
звука
в
среде
c
,
называют
удельным
акустическим
импедансом
или
волновым
сопротивлением
.
Коэффициент
проникновения
звуковой
волны
может
быть
вычислен
по
формуле
:
2
2
1
2
1
1
/
/
4
z
z
z
z
,
где
2
1
/
z
z
–
отношение
волнового
сопротивления
первой
среды
к
волновому
сопротивлению
второй
.
Из
этой
формулы
видно
,
что
чем
сильнее
различаются
волновые
сопротивления
сред
,
тем
меньше
коэффициент
проникновения
звуковой
волны
из
первой
среды
во
вторую
.
Проходя
в
некотором
веществе
путь
длиной
x
,
звуковая
волна
теряет
свою
энергию
при
процессах
поглощения
и
рассеяния
,
что
описывается
формулой
Бугера
:
kx
e
I
I
0
,
где
k
–
натуральный
показатель
ослабления
волны
,
0
I
–
интенсивность
28
звуковой
волны
,
падающей
на
вещество
,
I
–
интенсивность
звуковой
волны
после
прохождения
пути
x
в
веществе
.
Процесс
затухания
звука
в
закрытых
помещениях
,
наблюдаемый
после
выключения
источника
звука
,
связанный
с
многократным
отражением
звука
от
поверхностей
,
называется
реверберацией
.
29
ФИЗИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ
ГЕМОДИНАМИКИ
И
БИОРЕОЛОГИИ
1.
Основные
понятия
гидродинамики
.
Условие
неразрывности
струи
.
Уравнение
Бернулли
Гидродинамика
–
раздел
физики
,
изучающий
вопросы
движения
несжимаемых
жидкостей
и
взаимодействие
их
при
этом
с
окружающими
твердыми
телами
.
Течение
жидкости
изображается
линиями
тока
–
линиями
,
касательные
к
которым
в
каждой
точке
совпадают
с
направлением
вектора
скорости
частиц
.
Часть
потока
жидкости
,
ограниченная
линиями
тока
,
образует
трубку
тока
.
Идеальная
жидкость
–
это
жидкость
несжимаемая
и
не
имеющая
вязкости
.
Стационарным
(
установившимся
)
называют
такое
течение
,
при
котором
скорости
частиц
в
каждой
точке
потока
со
временем
не
изменяются
.
Для
стационарного
течения
выполняется
условие
неразрывности
струи
–
произведение
скорости
на
поперечное
сечение
трубки
тока
идеальной
жидкости
при
установившемся
течении
есть
величина
постоянная
:
const
v
S
v
S
v
S
V
n
n
2
2
1
1
Таким
образом
,
объем
жидкости
∆
V,
протекающий
через
любое
поперечное
сечение
S
трубки
за
единицу
времени
,
не
меняется
.
Нетрудно
заметить
,
что
скорость
течения
жидкости
обратно
пропорциональна
площади
сечения
:
v
1
/v
2
=S
2
/S
1
(
рисунок
11).
Рисунок
11.
Изменение
линейной
скорости
при
изменении
площади
поперечного
сечения
30
Рассмотрим
в
произвольной
трубке
(
рисунок
12)
два
сечения
(
S
1
и
S
2
),
находящиеся
на
разных
высотах
(
h
1
и
h
2
).
Рисунок
12.
К
уравнению
Бернулли
Вследствие
уравнения
неразрывности
,
разными
будут
и
скорости
течения
жидкости
(
v
1
и
v
2
).
Для
этих
сечений
выполняется
следующее
соотношение
:
2
2
2
2
1
2
1
1
2
2
gh
v
P
gh
v
P
,
где
P
–
статическое
давление
,
ρ
v
2
/2
–
динамическое
давление
,
обусловленное
движением
жидкости
,
ρ
gh
–
гидростатическое
давление
.
Уравнение
Бернулли
:
при
стационарном
течении
идеальной
жидкости
полное
давление
,
равное
сумме
статического
,
динамического
и
гидростатического
давлений
,
одинаково
во
всех
поперечных
сечениях
трубки
тока
:
const
gh
v
P
2
2
.
2.
Вязкость
жидкости
.
Уравнение
Ньютона
.
Ньютоновские
и
неньютоновские
жидкости
.
Течение
вязкой
жидкости
.
Формула
Пуазейля
.
Гидравлическое
сопротивление
В
реальной
жидкости
вследствие
взаимного
притяжения
и
теплового
движения
молекул
имеет
место
внутреннее
трение
,
или
вязкость
.
Наличие
сил
внутреннего
трения
приводит
к
тому
,
что
разные
слои
жидкости
движутся
с
разными
скоростями
(
рисунок
13).
Сила
трения
действует
касательно
к
поверхности