gürültü, ses Elastik ortamdaki (katı, sıvı, gaz) parçacıkların titreşim hareketinden kaynaklanan farklı frekans ve yoğunluktaki (kuvvet) bir dizi sestir.
Titreşim hareketinin bir ortamda yayılma sürecine ses dalgası, ses dalgalarının yayıldığı ortamın alanına ses alanı denir.
Şok, mekanik, aerohidrodinamik gürültüyü ayırt edin. Darbe gürültüsü, damgalama, perçinleme, dövme vb. sırasında oluşur.
mekanik gürültü makine ve mekanizmaların (kırıcılar, değirmenler, elektrik motorları, kompresörler, pompalar, santrifüjler vb.) birimlerinin ve parçalarının sürtünmesinden ve çarpılmasından kaynaklanır.
Aerodinamik gürültü aparatlarda ve boru hatlarında yüksek hızlarda hava, gaz veya sıvı hareketi ve hareket ve basınç yönünde keskin değişikliklerle oluşur.
Sesin temel fiziksel özellikleri:
- frekans f (Hz),
- ses basıncı P (Pa),
- sesin yoğunluğu veya yoğunluğu I (W / m2),
- ses gücü? (Sal).
Ses dalgası yayılma hızı atmosferde 20°C'de 344 m/s'dir.
İnsan işitme organları, 16 ila 20.000 Hz frekans aralığındaki ses titreşimlerini algılar. Frekansı 16 Hz'nin altında olan (infrasesler) ve 20.000'in üzerindeki frekanstaki (ultrasonlar) titreşimler işitme organları tarafından algılanmaz.
Havada ses titreşimlerinin yayılması ile periyodik olarak seyrekleşme alanları ortaya çıkar ve yüksek tansiyon... Bozulmuş ve bozulmamış ortamdaki basınç farkı, paskal (Pa) cinsinden ölçülen ses basıncı P olarak adlandırılır.
Bir ses dalgasının yayılmasına enerji transferi eşlik eder. Bir ses dalgasının dalga yayılma yönüne dik yönlendirilmiş bir yüzey birimi boyunca birim zaman başına taşıdığı enerji miktarına yoğunluk veya ses yoğunluğu I denir ve W / m2 olarak ölçülür.
Ürün, bir ortamdan diğerine geçerken ses dalgalarının yansıma derecesini ve ayrıca malzemelerin ses yalıtım özelliklerini karakterize eden ortamın spesifik akustik direnci olarak adlandırılır.
Minimum ses yoğunluğu kulak tarafından algılanan, işitme eşiği olarak adlandırılır. Referans frekansı 1000 Hz'dir. Bu frekansta, işitme eşiği I 0 = 10-12 W / m 2'dir ve karşılık gelen ses basıncı P 0 = 2 * 10 -5 Pa'dır. Maksimum ses yoğunluğuİşitme organının ağrı hissetmeye başladığı duruma eşik denir. ağrı hissi 10 2 W / m 2'ye eşit ve karşılık gelen ses basıncı P = 2 * 10 2 Pa.
Bir kişinin duyduğu ses yoğunluğundaki ve ses basıncındaki değişiklikler çok büyük olduğundan ve sırasıyla 10 14 ve 107 kat tutarında olduğundan, sesi değerlendirmek için mutlak ses şiddeti veya ses basıncı değerlerini kullanmak son derece sakıncalıdır.
Gürültünün hijyenik bir değerlendirmesi için, yoğunluğunu ve ses basıncını mutlak fiziksel niceliklerle değil, bu niceliklerin oranlarının logaritmaları ile standart bir tonun frekanslı işitme eşiğine karşılık gelen koşullu sıfır seviyesine göre ölçmek gelenekseldir. 1000 Hz'lik Oranların bu logaritmaları, bel (B) ile ifade edilen yoğunluk ve ses basıncı seviyeleri olarak adlandırılır. İnsan işitme organı, ses yoğunluğu seviyesindeki bir değişikliği 0.1 bel ile ayırt edebildiğinden, pratik kullanım için bir birimin 10 kat daha az kullanılması daha uygundur - desibel(dB).
Desibel cinsinden ses yoğunluğu seviyesi L, formülle belirlenir.

L = 10Lg (I/I o) .

Ses şiddeti, ses basıncının karesiyle orantılı olduğu için bu formül ^ şeklinde de yazılabilir.

L = 10Lg (P 2 / P o 2) = 20Lg (P / P o), dB.

Gürültü seviyesini ölçmek için logaritmik bir ölçeğin kullanılması, geniş bir I ve P değerleri aralığını 0 ila 140 dB arasında nispeten küçük bir logaritmik değer aralığına sığdırmayı mümkün kılar.
Ses basıncı eşiği P 0, işitme eşiğine karşılık gelir L = 0 dB, ağrı eşiği 120-130 dB'dir. Gürültü, küçük olsa bile (50-60 dB), sinir sistemi üzerinde önemli bir stres yaratarak psikolojik bir etki yaratır. 140-145 dB'den fazla gürültünün etkisi altında kulak zarının yırtılması mümkündür.
Toplam ses basıncı seviyesi Aynı ses basınç seviyesine sahip birkaç ses kaynağı tarafından üretilen L, formülle hesaplanır

L = L ben + 10Lg n , dB,

burada n, aynı ses basıncı seviyesine sahip gürültü kaynaklarının sayısıdır.
Yani, örneğin, gürültü iki özdeş gürültü kaynağı tarafından yaratılıyorsa, toplam gürültüleri her birinin ayrı ayrı 3 dB daha fazladır.
İşitme organımız farklı frekanslardaki seslere eşit derecede duyarlı olmadığı için, ses yoğunluğu düzeyine göre bu sesin yüksekliğinin fizyolojik duyusunu yargılamak hala imkansızdır; eşit güçte, ancak farklı frekanslarda sesler eşit olmayan şekilde yüksek görünüyor. Örneğin, frekansı 100 Hz ve şiddeti 50 dB olan bir ses, frekansı 1000 Hz ve gücü 20 dB olan bir sese eşit olarak algılanır. Bu nedenle, farklı frekanslardaki sesleri karşılaştırmak için, ses yoğunluğu seviyesi kavramı ile birlikte, geleneksel bir birim olan ses şiddeti seviyesi kavramı - arka plan - tanıtıldı. Bir arka plan, 1000 Hz frekansındaki ve 1 dB'lik bir yoğunluk seviyesindeki ses seviyesidir. 1000 Hz'lik bir frekansta, gürlük seviyeleri, ses basınç seviyelerine eşit olarak alınır.
İncirde. Şekil 1, öznel ses yüksekliği duyusuna göre farklı frekanslardaki sesleri değerlendirmek için işitme organının özelliklerinin incelenmesinin sonuçlarından elde edilen eşit ses şiddeti eğrilerini göstermektedir. Grafik, kulağımızın 800-4000 Hz frekanslarında en yüksek, 20-100 Hz'de en düşük hassasiyete sahip olduğunu göstermektedir.

Tipik olarak, gürültü ve titreşim parametreleri oktav bantlarında tahmin edilir. Bant genişliği olarak bir oktav alınır, yani. en yüksek frekans f 2'nin en düşük f 1'in iki katı olduğu frekans aralığı. Geometrik ortalama frekans, bandı bir bütün olarak karakterize eden frekans olarak alınır. Oktav bantlarının ortalama geometrik frekansları GOST 12.1.003-83 tarafından standartlaştırılmıştır " Gürültü, ses. Genel güvenlik gereksinimleri"ve karşılık gelen kesme frekansları 45-90, 90-180, 180-355, 355-710, 710-1400, 1400-2800, 2800- 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 ve 8000 Hz'dir. 5600, 5600-11200.
Gürültüyü karakterize eden niceliklerin frekansına bağımlılığına gürültünün frekans spektrumu denir. Gürültünün bir kişi üzerindeki etkisinin fizyolojik değerlendirmesinin rahatlığı için, düşük frekanslı (300 Hz'e kadar), orta frekanslı (300-800 Hz) ve yüksek frekanslı (800 Hz'nin üzerinde) gürültü ayırt edilir.
GOST 12.1.003-83 ve SN 9-86 RB 98 " İş yerlerinde gürültü. Son derece kabul edilebilir seviyeler "Gürültüyü spektrum ve süreye göre sınıflandırır.
Spektrumun doğası gereği:
- geniş bant, birden fazla oktav genişliğinde sürekli bir spektruma sahipse,
–Tonal, eğer spektrum belirgin ayrık tonlar içeriyorsa. Bu durumda, pratik amaçlar için gürültünün tonal doğası, üçte bir oktav frekans bantlarında (üçte bir oktav bandı için, bir banttaki ses basınç seviyesini komşu bantlara göre en az 10 kat aşarak) ölçülerek belirlenir. dB.
Zaman özelliklerine göre:
- 8 saatlik bir çalışma günü boyunca ses seviyesi zamanla 5 dB'den fazla olmayan sabit,
- kararsız, ses seviyesi 8 saatlik bir çalışma gününde zamanla 5 dB'den fazla değişir.
Aralıklı sesler ikiye ayrılır:
ses seviyesi zaman içinde sürekli değişen zaman içinde salınım yapan;
ses seviyesi kademeli olarak değişen aralıklı (5 dB veya daha fazla);
Her biri 1 saniyeden kısa süreli bir veya daha fazla ses sinyalinden oluşan darbe.
İnsanlar için en büyük tehlike, ton, yüksek frekanslı ve aralıklı sesler ile temsil edilir.
Yayılma yoluyla ultrason alt bölümlere ayrılır:
- dağıtılmış havayla(hava ultrasonu);
- katı ve sıvı ortamlarla temas halinde temas yoluyla yayılır (kontak ultrason).
Ultrasonik frekans aralığı alt bölümlere ayrılmıştır:
- düşük frekanslı titreşimler (1.12 * 10 4 - 1 * 10 5 Hz);
- yüksek frekans (1 * 10 5 - 1 * 10 9 Hz).
Ultrason kaynakları, teknolojik sürecin uygulanması, teknik kontrol ve ölçümler için ultrasonik titreşimlerin üretildiği üretim ekipmanı ve ayrıca çalışması sırasında ultrasonun eşlik eden bir faktör olarak ortaya çıktığı ekipmandır.
Hava ultrason özelliği GOST 12.1.001 uyarınca işyerinde " Ultrason. Genel güvenlik gereksinimleri"ve SN 9-87 RB 98" Hava kaynaklı ultrason. Mesleki maruziyet limitleri 12.5; 16.0; 20.0; 25.0; 31.5; 40.0; 50.00; 63.0; 80.0; 100.0 kHz geometrik ortalama frekansları ile üçte bir oktav bantlarındaki ses basınç seviyeleridir.
Kontakt ultrasonun karakteristiği GOST 12.1.001 ve SN 9-88 RB 98'e göre " Temasla iletilen ultrason. Mesleki maruziyet limitleri"geometrik ortalama frekansları 8; 16; 31.5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000; 31500 kHz olan oktav bantlarındaki titreşim hızının tepe değerleri veya titreşim hızı seviyeleridir.
Titreşimler- bunlar katı cisimlerin titreşimleridir - insan vücudu tarafından bir şok olarak algılanan aparatların, makinelerin, ekipmanların, yapıların parçaları. Titreşimlere genellikle duyulabilir gürültü eşlik eder.
Kişi başına bulaşma yöntemiyle titreşim sınıflandırılır yerel ve genel.
Genel titreşim, destek yüzeyleri aracılığıyla ayakta duran veya oturan bir kişinin vücuduna iletilir. Genel titreşimin en tehlikeli frekansı 6-9 Hz aralığındadır, çünkü bir kişinin iç organlarının doğal titreşim frekansı ile çakışır ve bunun sonucunda rezonans meydana gelebilir.
Yerel (yerel) titreşim insan eliyle bulaşır. Lokal titreşim ayrıca, oturan bir kişinin bacaklarını ve çalışma masalarının titreşen yüzeyleriyle temas halinde olan önkolları etkileyen titreşimi de içerebilir.
İşçilere iletilen yerel titreşim kaynakları şunlar olabilir: motorlu el tipi makineler veya el tipi elektrikli aletler; makineler ve ekipman için kontroller; el aletleri ve iş parçaları.
Genel titreşim oluşumunun kaynağına bağlı olarak, ayrılır:
kategori 1'in genel titreşimi - işyerinde bir kişiyi kendinden tahrikli ve çekilir makinelerde, arazide, yollarda ve tarım telefonlarında sürerken araçlarda etkileyen ulaşım;
2. kategorinin genel titreşimi - endüstriyel tesislerin, sanayi sitelerinin, maden işletmelerinin özel olarak hazırlanmış yüzeylerinde hareket eden makinelerde işyerlerinde bir kişiyi etkileyen ulaşım ve teknolojik;
kategori 3'ün genel titreşimi - teknolojik, sabit makinelerin bulunduğu bir işyerinde bir kişiyi etkileyen veya titreşim kaynakları olmayan işyerlerine iletilen.
Tesise göre genel titreşim kategorisi 3, aşağıdaki tiplere ayrılmıştır:
3а - işletmelerin sanayi tesislerinin daimi işyerlerinde;
3b - Titreşim üreten makinelerin bulunmadığı depo, kantin, ev, işyeri ve diğer yardımcı üretim tesislerindeki işyerlerinde;
3c - fabrika yönetiminin idari ve ofis binalarındaki işyerleri, tasarım büroları, laboratuvarlar, eğitim merkezleri, bilgi işlem merkezleri, sağlık merkezleri, ofis binaları ve zihinsel işçilerin diğer binaları.
Zaman özellikleri açısından, titreşim alt bölümlere ayrılır::
- gözlem süresi (en az 10 dakika veya teknolojik döngü süresi) sırasında spektral veya frekans düzeltmeli normalize edilmiş parametrenin 1 s'lik bir zaman sabiti ile ölçüldüğünde en fazla 2 kez (6 dB) değiştiği bir sabit;
- gözlem süresi (en az 10 dakika veya teknolojik döngü süresi) sırasında spektral veya frekans düzeltmeli normalize edilmiş parametrenin 1 s'lik bir zaman sabiti ile ölçüldüğünde 2 kattan (6 dB) fazla değiştiği kararsız titreşim.
Titreşimi karakterize eden ana parametreler:
- frekans f (Hz);
- A (m) yer değiştirmesinin genliği (salınım noktasının denge konumundan en büyük sapmasının değeri);
- titreşim hızı v (m / s); titreşim ivmesi a (m / s 2).
Gürültünün yanı sıra, insanlar tarafından algılanan tüm titreşim frekansları spektrumu, geometrik ortalama frekansları 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz olan oktav bantlarına bölünmüştür.
Titreşim parametrelerinin aralığı, tehlikeli olmadığı eşik değerlerinden gerçek değerlere göre değiştiğinden, bu parametrelerin geçersiz değerlerini ve gerçek oranın logaritmasını ölçmek daha uygundur. eşik değerlerine değerler. Bu değere parametrenin logaritmik seviyesi denir ve ölçüm birimi desibeldir (dB).

Fizyolojik özellikler Ses, bir insan işitme cihazı tarafından sesin işitsel duyumunun öznel özelliklerini ifade eder. Sesin fizyolojik özellikleri, belirli bir kişi tarafından algılanan minimum ve maksimum titreşim frekanslarını, işitme eşiğini ve ağrı eşiğini, sesin hacmini, perdesini ve tınısını içerir.

1. Belirli bir kişi tarafından algılanan minimum ve maksimum titreşim frekansları... Ses titreşimlerinin frekansları 20-20000 Hz aralığındadır. Bununla birlikte, belirli bir kişi tarafından algılanan en düşük frekans genellikle 20 Hz'den fazladır ve en yüksek, yapının bireysel özelliklerine göre belirlenen 20.000 Hz'den azdır. işitme cihazı kişi. Örneğin: n min = 32 Hz, n maks = 17900 Hz.

2. işitilebilirlik eşiği insan kulağı tarafından algılanan minimum yoğunluk olarak adlandırılır. ben o... Buna inanılıyor ben o = 10 -12 W/m2 de n = 1000Hz... Ancak, genellikle belirli bir kişi için işitme eşiği daha büyüktür. ben o.

İşitme eşiği, ses titreşiminin frekansına bağlıdır. İnsan işitme cihazının işitme kanalının uzunluğuna bağlı olarak belirli bir frekansta (genellikle 1000-3000 Hz), insan kulağında rezonanslı bir ses amplifikasyonu meydana gelir. Bu durumda, ses hissi en iyi olacak ve işitme eşiği minimum olacaktır. Salınım frekansında bir azalma veya artış ile rezonans durumu kötüleşir (rezonans frekansından frekansın çıkarılması) ve buna bağlı olarak işitme eşiği artar.

3. Ağrı eşiği Belirli bir değerin üzerindeki ses yoğunluklarında insan kulağının yaşadığı acı verici duyuya denir. beri(ses dalgası ses olarak hissedilmez). Ağrı eşiği beri frekansa bağlıdır (işitme eşiğinden daha az ölçüde olsa da). düşük ve yüksek frekanslar ağrı eşiği azalır, yani. ağrı duyumları yüksek yoğunluklarda gözlenir.

4. Ses seviyesi bir kişinin belirli bir sese ilişkin işitsel algı düzeyidir. Ses seviyesi öncelikle sesi algılayan kişiye bağlıdır. Örneğin, 1000 Hz frekansında yeterli yoğunlukta, hacim sıfır olabilir (sağır bir kişi için).

Sesi algılayan bu kişi için, sesin şiddeti frekansa, sesin yoğunluğuna bağlıdır. İşitme eşiğinde olduğu gibi, ses yüksekliği genellikle 1-3 kHz frekansında maksimumdur ve frekansta bir azalma veya artış ile ses yüksekliği azalır.

Sesin hacmi karmaşık bir şekilde sesin yoğunluğuna bağlıdır. Weber-Fechner psikofizik yasasına göre, ses yüksekliği E yoğunluk seviyesi ile doğru orantılı:

E = k . lg (I / I 0), nerede k sesin frekansına ve yoğunluğuna bağlıdır.

Ses seviyesi ölçülür arka planda... Arka planlardaki ses yüksekliğinin, frekanstaki desibel cinsinden yoğunluk seviyesine sayısal olarak eşit olduğuna inanılmaktadır. 1000 Hz... Örneğin, ses seviyesi E = 30 arka plan; bu, belirli bir kişinin, algı düzeyine göre, belirtilen sesi ses ile aynı şekilde, bir frekansla hissettiği anlamına gelir. 1000 Hz ve ses seviyesi 30 dBA... Grafik olarak (ders kitabına bakın) her bir kişi için ayrı olan eşit ses yüksekliği eğrileri çizilir.

Bir odyometre kullanarak insan işitme sisteminin durumunu teşhis etmek için, kaldırırlar. odyogram- işitme eşiğinin frekansa bağımlılığı.

5. Sesin perdesi saf tonda bir kişinin hissi denir. Frekans yükseldikçe perde de yükselir. Yoğunluk arttıkça, perde biraz azalır.

6. ses tınısı kişinin bu karmaşık ses titreşimini duyumsamasına denir. Sesin tınısı ise renklenme bir kişinin sesini ayırt ettiğimiz ses. Tını, sesin akustik spektrumuna bağlıdır. Ancak aynı akustik spektrum farklı kişiler tarafından farklı algılanır. Yani, iki kişi işitme cihazını birbirleri için değiştirirse ve beyin sesi analiz cihazını aynı bırakırsa, o zaman tanıdık insanlardan gelen sesin rengi farklı görünecektir, yani. tanıdık bir kişinin sesini tanımayabilir veya ses değişmiş gibi görünebilir.

UIRS ataması

1. Klinikte ders kitaplarını kullanarak işitme cihazının yapısını, ses algısı teorisini ve ses araştırma yöntemlerinin fiziksel temellerini incelemek.

2. 50 Hz frekansında ve ses gücü seviyesi 100 dB olan bir ses titreşimi varsa, arka plandaki sesin yüksekliğini bulunuz.

İş emri

1. Egzersiz. Algıladığınız maksimum ses frekansının belirlenmesi

(Bu ses üreteci ile algılanan minimum frekans, özellikle 50 Hz frekanslı ağdan olmak üzere, kulaklıkların kulaklıklarına parazit iletimi nedeniyle belirlenemez.)

Anahtarları aşağıdaki konuma ayarlayın:

-tumbler ağı- pozisyonda " Kapalı";

-frekans çarpanı(sol alt) konumuna " 100 ";

- "çıkış empedansı"pozisyonda" 50 ";

Onlarca desibel birimini "konumuna geçirir" 0 ".

Jeneratörün güç kablosunu 220 V şebekeye takın, geçiş anahtarı " ağ"pozisyonunu koy" Açık": kulaklıkları jeneratör çıkışına bağlayın.

Çıkış voltajı ayar düğmesi " Kayıt dışarı."20 V'luk bir voltmetre takın.

Frekansı 20.000 Hz olarak ayarlayın (frekans kadranı

200 Hz ve frekans çarpanı "100" konumunda, yani. 200 Hz × 100 = 20.000 Hz).

Frekansı yumuşak bir şekilde azaltarak, sesi duyacağınız değerini belirleyin. Anlamını yazın. Bu sizin tarafınızdan algılanan üst kesim frekansıdır ( ν 1üst).

Bu sınırı iyileştirmek için, üst kesme frekansının ikinci değerini belirleyerek ses kaybolana kadar frekansı 10.000 Hz'den artırın. ν 2üst.

Elde edilen iki frekans değerinin aritmetik ortalaması olarak sizin tarafınızdan algılanan üst sınır frekansının değerini bulun: ν üst = (ν 1 üst + ν 2 üst) / 2.

Egzersiz numarası 2... İşitme eşiğinin frekansa bağımlılığının belirlenmesi

Aşağıdaki frekanslarda ölçün: 50, 100, 200, 400, 1000, 2000, 4000 ve 8000 Hz. İlk seviye için, 1000 Hz frekansında (0 dB zayıflama ile) böyle bir ses yoğunluğunu alın, ses hacmi sizi rahatsız etmez.

Frekansı 50 Hz'e ayarlayın, sesi yok etmek için onlarca desibel anahtarını kullanın, ardından zayıflamayı 10 dB azaltın ve ses kaybolana kadar zayıflamaya girmek için desibel düğmesini kullanın. Sonucu Tablo 1'e kaydedin.

tablo 1

Sesin fiziksel ve fizyolojik özellikleri.

Sesin fiziksel ve fizyolojik özellikleri. İşitilebilirlik diyagramı. Şiddet seviyeleri ve ses seviyesi seviyeleri, bunlar ve ölçü birimleri arasındaki ilişki.
Akustik, ses ve ilgili olayları inceleyen bir fizik dalıdır. Ses, elastik ortamlarda (katılar, sıvılar ve gazlar) yayılan ve insan kulağı tarafından algılanan boyuna mekanik bir dalgadır. Ses, 16 Hz ile 20.000 Hz arasındaki frekans aralığına karşılık gelir. Frekansı > 20000 Hz olan salınımlar - ultrason ve< 16Гц – инфразвук. В газах звуковая волна – только продольная, в жидкостях и твёрдых телах – продольная и поперечная. Человек слышит только продольную механическую волну. Скорость звука в среде зависит от св-в среды (температуры, плотности среды и т.д.). В воздухе =340м/с; в жидкостях и кровенаполненных тканях = 1500м/c; в твердых телах =3000-5000м/c. Для твёрдых тел скорость равна: v=√E/p, где Е – модуль упругости (Юнга); р – плотность тела. Для воздуха скорость (м/с) возрастает с увеличением температуры: м=331,6+0,6t. Звуки делятся на тоны (простые и сложные), шумы и звуковые удары. Простой (чистый) тон – звук, источник которого совершает гармонические колебания (камертон). Простой тон имеет только одну частоту v.Сложный тон – звук, источник которого совершает периодические негармонические колебания (муз. звуки, гласные звуки речи), можно разложить на простые тона по т. Фурье. Спектр сложного тона линейчатый. Шум – сочетание беспорядочно меняющихся сложных тонов, спектр – сплошной. Звуковой удар – кратковременное звуковое воздействие (взрыв, хлопок). Различают объективные (физические), характеризующие источник звука, и субъективные (физиологические), характеризующие приёмник (ухо). Физиологические характеристики зависят от физических. Интенсивность I (Вт/м2) или уровень интенсивности L (дБ)– энергия звуковой волны, приходящаяся на площадку единичной площади за единицу времени. Эта физическая характеристика определяет уровень слухового ощущения (громкость Е [фон], уровень громкости). Громкость показывает уровень слухового ощущения. Гармонический спектр – тембр звука. Частота звука v (Гц) – высота звука. Порог слышимости – min интенсивность I0, которую человек ещё слышит, но ниже которого звук ухом не воспринимается. Человек лучше слышит на частоте 1000Гц, значит порог слышимости на этой частоте min (I0=Imin) и I0=10-12Вт/м2. Порог болевого ощущения – max интенсивность, воспринимаемая без болевых ощущений. При I0>Imax işitme organında hasar meydana gelir. Imax = 10W / m2. Yoğunluk seviyeleri kavramı L = logI / I0 tanıtıldı, burada I0 işitilebilirlik eşiğindeki ses yoğunluğudur. [B - bela]. 1 bel, yoğunluğu eşik yoğunluğunun 10 katı olan böyle bir sesin yoğunluk seviyesidir. 10dB = 1B. L = 10lgI / I0, (dB). Bir kişi, 0 ila 130 dB arasındaki ses yoğunluğu seviyeleri aralığındaki sesleri duyar. İşitilebilirlik diyagramı - yoğunluğun veya yoğunluk seviyesinin sesin frekansına bağımlılığı. Üzerinde ağrı eşiği (BP) ve işitme eşiği (PS) eğriler şeklinde sunulur, frekansa bağlı değildir. Min işitme eşiği 10-12 W/m2, ağrı eşiği Imax = 1-10 W/m2'dir. Bu değerler 1000Hz'dedir. Kişi en iyi bu frekansın yakınında duyar. Bu nedenle, 10-8-10-5 W / m2'lik bir yoğunluğa sahip 500-3000Hz frekans aralığında - konuşma alanı. (I, W/m2: 10, 1, 10-12, boş; v, Hz: 16, 1000, 20000; L, dB: 130, 120.0). Odyometri, bir işitilebilirlik diyagramı kullanarak işitme keskinliğini inceleme yöntemidir. Ses hissi (ses yüksekliği) aritmetik ilerlemede ve yoğunluk - geometrik ilerlemede artar. E = klgI. Weber-Fechner yasası: Ses yüksekliğindeki değişiklik, gürlükteki bu değişikliğe neden olan seslerin yoğunluklarının oranının lg'si ile doğru orantılıdır: ∆E = k1lgI2 / I1, burada k1 = 10k.
İyonların membran boyunca aktif taşınması. İyonik süreç türleri. Na + -K + pompası nasıl çalışır.
Aktif taşıma, metabolik süreçlerin enerjisi nedeniyle hücre tarafından gerçekleştirilen moleküllerin ve iyonların zar boyunca transferidir. Membranın her iki tarafındaki potansiyel farkının artmasına neden olur. Bu durumda, maddelerin transferi, daha düşük konsantrasyon alanından daha büyük olan alana gerçekleştirilir. İş yapmak için gereken enerji bölünerek elde edilir. ATP molekülleriözel eylem altında ADP ve fosfat grubu üzerinde. proteinler - enzimler - ATP-azları taşır. ATP = ADP + F + E, E = 45 kJ/mol. Aktif taşıma: iyonlar (Na + -K + -ATP-ase; Ca2 + -ATP-ase; H + -ATP-ase; mitokondriyal solunum zincirinin çalışması sırasında protonların transferi) ve organik madde... Sodyum-potasyum pompası. Sitoplazmada, zarın iç tarafında bulunan Na +'nın etkisi altında, taşıma ATP-azı aktive edilir ve ADP ve F'ye bölünür. Bu durumda, 45 kJ / mol enerji salınır, bu da üç Na + eklenmesi ve ATP-azın konformasyonundaki bu değişiklik nedeniyle. 3 Na+ zardan taşınır. Orijinal konformasyona geri dönmek için ATP-az, 2K + 'yı zardan sitoplazmaya aktarmalıdır. Bir döngüde, hücreden bir pozitif yük çıkarılır. Hücrenin iç tarafı negatif, dış tarafı pozitif yüklüdür. Elektrik yükleri birbirinden ayrılır ve bir elektrik voltajı oluşur, bu nedenle Na + -K + pompası izojeniktir.
X-ışınlarının sürekli spektrumundaki dalga boyu 0.01 nm ise, X-ışını tüpünün anti-katotuna düşen elektronların hızını belirleyin.
eU = hC / Lmin; eU = mv2 / 2; hC / Lmin = mv2 / 2; v2 = 2hC/mLdk = 437.1 * 1014m/s; v = 20.9 * 107m / s.
Lensin optik gücü 10 diyoptridir. Hangi büyütmeyi veriyor?
D = 1 / F; G = d0 / F = 0.25m / 0.1 = 2.5 kez.
0,2 l / dak (3,3 * 10-6 m3 / s) kan akış hızında, uçlarındaki basınç farkı 3 mm Hg (399 Pa, 760 mm Hg'den beri) ise, kabın hidrolik direncini tahmin edin. = 101kPa)
X = ∆P / Q = 399 / 3.3 * 10-6 = 121 * 106 Pa * s / m3
Hangi denklemlere diferansiyel denir, genel ve özel çözümleri arasındaki fark nedir?
Diferansiyel - x argümanını, istenen y fonksiyonunu ve onun türevlerini y ', y', ..., yn çeşitli derecelerde bağlayan bir denklem. diferansiyel düzeni denklem, türevinin en yüksek mertebesine göre belirlenir. Newton'un ikinci yasası F = ma'yı düşünün, ivme hızın birinci türevidir. F = mdv / dt - fark. birinci dereceden denklem. Hızlanma, yolun ikinci türevidir. F = md2S / dt2 - fark. ikinci dereceden denklem. Farkın çözümü ile. denklem, bu denklemi bir özdeşlik yapan bir fonksiyondur. Denklemi çözelim: y'-x = 0; dy / dx = x; dy = xdx; ᶘdy = ᶘxdx; y + C1 = x2 / 2 + C2; y = x2 / 2 + C - diff'in genel çözümü. denklemler. Fonksiyondaki C sabitinin herhangi bir belirli değeri için, elde ederiz - belirli bir çözüm, sonsuz sayıda olabilir. Birini seçmek için ek bir koşul belirtmeniz gerekir.

1. İşitsel duyunun özellikleri, fiziksel ile ilişkileri

ses özellikleri. Ses yüksekliğine karşı frekans.

Weber-Fechner yasası.

Bir ses tonu, frekans (periyot), harmonik spektrum, ses yoğunluğu veya gücü ve ses basıncı ile karakterize edilir. Sesin bu özelliklerinin tümü fiziksel veya nesnel özelliklerdir. Bununla birlikte, ses işitsel bir duyumun nesnesidir, bu nedenle bir kişi tarafından öznel olarak değerlendirilir, yani. ses aynı zamanda fiziksel özelliklerinin bir yansıması olan fizyolojik özelliklere de sahiptir. Ses ölçüm sisteminin görevi bu bağlantıyı kurmak ve böylece işitmenin farklı insanlar işitsel deneyimin öznel değerlendirmesini nesnel ölçümlerle tutarlı bir şekilde ilişkilendirin.

Bir ses dalgasının titreşim frekansı, sesin perdesi (perdesi) olarak tahmin edilir. Titreşim frekansı ne kadar yüksek olursa, ses o kadar yüksek algılanır.

Başka bir fizyolojik özellik, karmaşık bir sesin spektral bileşimi tarafından belirlenen tınıdır. Aynı temel frekansların karmaşık tonları, titreşim biçiminde ve buna bağlı olarak harmonik spektrumda farklılık gösterebilir. Bu farklılık tını (ses renklenmesi) olarak algılanır. Örneğin kulak, farklı müzik aletlerinde çalınan aynı melodiyi ayırt edebilir.

Ses yüksekliği, işitsel deneyim seviyesini karakterize eden bir başka öznel ses ölçüsüdür. Öncelikle sesin yoğunluğuna ve frekansına bağlıdır.

Önce kulağın duyarlılığının frekans bağımlılığını düşünün. İnsan kulağı aynı yoğunluktaki farklı frekanslara eşit derecede duyarlı değildir. Algıladıkları frekans aralığı 16Hz-20kHz'dir. Bir kişinin yüksek frekanslı sesleri algılama yeteneği yaşla birlikte bozulur. Genç bir kişi 20.000 Hz'e kadar frekanstaki sesleri duyabilir, ancak orta yaşta zaten aynı kişi 12-14 kHz'den daha yüksek frekanslı sesleri algılayamaz. Hassasiyet 1000-3000 Hz frekans aralığında en yüksektir. 16 Hz ve 20 kHz frekanslarına düşer. İşitme eşiğindeki değişikliğin doğasının, kulağın duyarlılığındaki değişikliğin tam tersi olduğu açıktır, yani. frekansta 16 Hz'den bir artışla önce azalır, 1000-3000 Hz frekans aralığında neredeyse değişmeden kalır, sonra tekrar yükselir. Bu, işitme eşiğindeki değişimin frekansa bağımlılığının grafiğinde yansıtılır (bkz. Şekil 1).

Grafik logaritmik bir ölçekte çizilir. Grafikteki üst eğri, ağrı eşiğine karşılık gelir. Alttaki grafiğe eşik ses yüksekliği eğrisi denir, yani. J 0 = f (v).

Sesin hacmi, yoğunluğuna bağlıdır. Sesin öznel bir özelliğidir. Bu iki kavram eşdeğer değildir. Ses yüksekliğinin ses yoğunluğuna bağımlılığı, kulağın ses dalgalarının hareketine duyarlılığı nedeniyle karmaşıktır. Bir kişi, duyumun mutlak yoğunluğunu ancak kabaca tahmin edebilir. Bununla birlikte, farklı yoğunluktaki iki duyumu karşılaştırırken farkı oldukça doğru bir şekilde belirler. Bu, ses şiddetini ölçmek için karşılaştırmalı bir yönteme yol açtı. Bu durumda, ses yüksekliğinin mutlak değeri değil, başlangıç ​​veya sıfır ses düzeyi olarak alınan başka bir değerle oranı ölçülür.

Ek olarak, bir sesin yoğunluğunu ve yüksekliğini karşılaştırırken, 1.000 Hz frekanslı bir tondan ilerlemeye karar verdik, yani. 1000 Hz frekanslı bir tonun sesini bir ses yüksekliği ölçeği için standart olarak kabul edin. Daha önce de belirtildiği gibi, sesin yoğunluğunu (kuvvetini) ölçerken karşılaştırmalı yöntem de kullanılır. Bu nedenle, iki ölçek vardır: biri yoğunluk seviyelerini ölçmek için; ikincisi, ses yüksekliği seviyelerini ölçmek içindir. Ses yüksekliği seviyeleri ölçeğinin oluşturulması, Weber-Fechner'in önemli psikofizik yasasına dayanmaktadır. Bu yasaya göre, tahrişi katlanarak artırırsanız (yani aynı sayıda), bu tahrişin hissi aritmetik bir dizide (aynı miktarda) artar. Örneğin, ses yoğunluğu bir dizi ardışık değer alırsa: a J 0, a 2 J 0, a 3 J 0 (a> 1 belirli bir katsayıdır), o zaman ses hacmindeki karşılık gelen değişiklikler şuna eşit olacaktır: E 0, 2E 0, 3E 0. Matematiksel olarak bu, sesin yüksekliğinin, şiddetin logaritması ile doğru orantılı olduğu anlamına gelir.

J yoğunluğuna sahip bir ses uyaranı etki ediyorsa, Weber-Fechner yasasına göre, E ses şiddeti düzeyi yoğunluk düzeyiyle şu şekilde ilişkilidir:

E = KL = Klg, (1)

stimülasyonun nispi gücü nerede, K, frekans ve yoğunluğa bağlı olarak, ν = 1000 Hz için bire eşit alınan belirli bir orantı katsayısıdır. Bu nedenle, tüm frekanslarda K = 1 alırsak, formül (1)'e göre bir yoğunluk seviyeleri ölçeği elde ederiz; K ≠ 1'de - ölçüm biriminin artık desibel olmayacağı, ancak ses yüksekliği ölçeği arka fon... 1 kHz'lik bir frekansta, ses yüksekliği ve yoğunluk ölçeklerinin çakıştığı göz önüne alındığında, o zaman E f = 10 olur.

Bir ses ölçüm sistemindeki ses yüksekliğinin titreşimlerin yoğunluğuna ve frekansına bağımlılığı, eşit ses yüksekliği eğrileri olarak adlandırılan grafikler kullanılarak deneysel veriler temelinde belirlenir, yani. J = f (ν)'de E = sabit. Sıfır ses seviyesi veya işitme eşiği eğrisi oluşturduk. Bu eğri ana eğridir (sıfır ses seviyesi - E f = 0).

Farklı ses yüksekliği seviyeleri için benzer eğriler çizerseniz, örneğin 10 arka plan boyunca adım adım, bir grafik sistemi elde edersiniz (Şekil 2), bu da herhangi bir ses seviyesinde yoğunluk seviyesinin frekansa bağımlılığını bulmayı mümkün kılar. Bu eğriler, normal işiten kişilerden alınan ortalama verilere dayanmaktadır. Alt eğri, işitme eşiğine karşılık gelir, yani. tüm frekanslar için E f = 0 (v = 1 kHz frekansı için, yoğunluk J 0 = W / m 2'dir). İşitme keskinliği testine odyometri denir. Özel bir cihazda odyometri ile, odyometre, farklı frekanslarda işitsel duyumun eşiğini belirlemek için kullanılır. Ortaya çıkan grafiğe odyogram denir. İşitme kaybı, normal işitme eşiği eğrisi ile karşılaştırılarak belirlenir.

2. Klinikte sağlam araştırma yöntemleri.

Ses olayları, vücutta meydana gelen bir dizi sürece, örneğin kalbin çalışması, nefes alma vb. Vücut içinde oluşan sesleri doğrudan dinlemek klinik araştırmaların en önemli yöntemlerinden biridir ve oskültasyon (dinleme) olarak adlandırılır. Bu yöntem MÖ 2. yüzyıldan beri bilinmektedir. e. Bu amaçla bir stetoskop kullanılır - bir ucunda küçük bir çan ve diğer ucunda kulağı takmak için düz bir taban bulunan düz ahşap veya plastik bir tüp şeklinde bir cihaz. Vücudun yüzeyinden kulağa ses hem hava sütununun kendisi hem de tüpün duvarları tarafından iletilir.

Oskültasyon için, hastanın vücuduna uygulanan bir zar ile içi boş bir kapsülden oluşan bir fonendoskop kullanılır. Kapsülden doktorun kulaklarına yerleştirilen iki lastik tüp vardır. Kapsüldeki hava sütununun rezonansı sesi yükseltir.

Kardiyovasküler sistemin durumunu teşhis etmek için yöntem kullanılır - fonokardiyografi (PCG) - teşhis yorumlamaları amacıyla kalp seslerinin ve üfürümlerinin grafik kaydı. Kayıt, bir mikrofon, bir amplifikatör, bir frekans filtreleri sistemi ve bir kayıt cihazından oluşan bir fonokardiyograf kullanılarak gerçekleştirilir.

Perküsyon bu iki yöntemden farklıdır - vücudun yüzeyine dokunarak ve bu sırada ortaya çıkan sesleri analiz ederek iç organları inceleme yöntemi. Bu seslerin doğası, vurma yöntemine ve vurmanın yapıldığı yerin yakınında bulunan dokuların özelliklerine (elastikiyet, yoğunluk) bağlıdır. Vurma, kauçuk başlı özel bir çekiçle, pessimetre adı verilen elastik malzemeden bir plaka ile veya bir elin bükülmüş parmağının ucunu diğer parmağın insan vücuduna dayatılan falanksına vurarak yapılabilir. Vücudun yüzeyine çarparken, frekansları geniş bir aralığa sahip olan titreşimler meydana gelir. Bazı titreşimler hızla sönecek, diğerleri rezonans nedeniyle yoğunlaşacak ve duyulabilir olacaktır. İç organların durumu ve topografisi, vurmalı seslerin tonu ile belirlenir.

3. Ultrason (ABD), ABD kaynakları. Ultrasonik dalgaların yayılmasının özellikleri.

Ultrason, frekansı 20 kHz ila 10 10 Hz arasında değişen ses titreşimleri olarak adlandırılır. Üst sınır, böyle bir frekans için madde ve dokulardaki dalga boyunun, su ve dokularda ultrasonun yayılma hızının aynı olduğu gerçeğini hesaba katarak moleküller arası mesafelerle orantılı olduğu ortaya çıkan düşüncelerden oldukça şartlı olarak kabul edildi. Ultrasonik dalgadaki yer değiştirme, daha önce düşünülen dalga denklemi ile tanımlanır.

Hem teknolojide hem de tıbbi uygulamada en yaygın olanı piezoelektrik ultrason yayıcılardır. Piezoelektrik yayıcılar olarak kuvars, baryum titanat, Rochelle tuzu vb. Kristalleri kullanılır Piezoelektrik etki (doğrudan), mekanik deformasyonların etkisi altında söz konusu kristal plakaların yüzeylerinde zıt yüklerin ortaya çıkması olgusudur (Şek. 3 A). Deformasyon giderildikten sonra yükler ortadan kalkar.

Ayrıca, yüksek frekanslı ultrason elde etmek için tıbbi uygulamada uygulama bulan bir ters piezoelektrik etki de vardır. Piezoelektrik eleman plakasının yüzeyinin gümüşlenmiş kenarlarına jeneratörden alternatif bir voltaj uygulanırsa (Şekil 3b), kuvars plaka, jeneratörün alternatif voltajı ile zamanla salınır. Titreşim genliği, kuvars levhanın doğal frekansı (ν 0) jeneratörün frekansı (ν g) ile çakıştığında maksimum olacaktır, yani. bir rezonans olacaktır (ν 0 = ν g). Doğrudan piezoelektrik etkiye dayalı olarak bir ultrason alıcısı oluşturulabilir. Bu durumda, ultrasonik dalgaların etkisi altında, kristal deforme olur ve bu, ön amplifikasyonundan sonra elektronik bir osiloskopun ekranında ölçülebilen veya kaydedilebilen alternatif bir voltajın ortaya çıkmasına neden olur.

Ultrason, yüksek frekanslı bir manyetik alana yerleştirilmiş bir ferromanyetik çubuğun uzunluğunun (uzama ve kısalma) değiştirilmesinden oluşan manyetostriksiyon fenomenine (düşük frekanslar elde etmek için) dayanan cihazlar kullanılarak elde edilebilir. Bu çubuğun uçları düşük frekanslı ultrason yayacaktır. Bu ultrasonik kaynaklara ek olarak, mekanik enerjinin ultrasonik titreşimlerin enerjisine dönüştürüldüğü mekanik kaynaklar (sirenler, ıslıklar) vardır.

Doğası gereği, ses gibi ultrason, elastik bir ortamda yayılan mekanik bir dalgadır. Ses ve ultrasonik dalgaların yayılma hızları yaklaşık olarak aynıdır. Bununla birlikte, ultrasonik dalga boyu sesinkinden çok daha kısadır. Bu, ultrasonik titreşime odaklanmayı kolaylaştırır.

Ultrasonik dalga, sesten çok daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir, yüksek frekans nedeniyle santimetre kare başına birkaç watt'a (W / cm2) ulaşabilir ve odaklanırken 50 W / cm2 yoğunluğa sahip ultrason elde edebilirsiniz. yada daha fazla.

Ultrasonun ortamda yayılması (küçük dalga boyundan dolayı) farklıdır ve başka bir özellik - sıvılar ve katılar ultrasonun iyi iletkenleridir ve hava ve gaz kötüdür. Böylece suda, diğer her şey eşit olduğunda, ultrasonik zayıflama havaya göre 1000 kat daha zayıftır. Ultrason homojen olmayan bir ortamda yayıldığında, yansıması ve kırılması meydana gelir. Ultrasonun iki ortamın sınırındaki yansıması, dalga empedanslarının oranına bağlıdır. w 1 = r 1 J 1 olan bir ortamdaki ultrason, w 2 = r 2 J 2 olan ikinci ortamın düz yüzeyine dik olarak düşerse, enerjinin bir kısmı sınır yüzeyinden geçecek ve bir kısmı yansıtılacaktır. r 1 J 1 = r 2 J 2 ise, yani yansıma katsayısı sıfıra eşit olacaktır. Ultrasonik enerji, yüzeyler arasındaki arayüzden yansıtılmayacak, ancak bir ortamdan diğerine kayıpsız geçecektir. Hava-sıvı, sıvı-hava, katı-hava ve tersi arayüzler için yansıma katsayısı neredeyse %100 olacaktır. Bu, havanın çok düşük bir akustik empedansa sahip olmasıyla açıklanır.

Bu nedenle, ultrason yayıcının ışınlanan ortamla, örneğin insan vücuduyla tüm bağlantı durumlarında, yayıcılar ve doku (dalga) arasında minimum bir hava tabakasının bile bulunmadığından kesinlikle emin olmak gerekir. biyolojik ortamın direnci, havanın dalga direncinden 3000 kat daha fazladır). Hava tabakasını dışlamak için ultrason yayıcının yüzeyi bir yağ tabakası ile kaplanır veya vücudun yüzeyine ince bir tabaka halinde uygulanır.

Ultrasonun ortamda yayılması sırasında, dalgalanan, sıkıştırma bölgesinde pozitif bir değer ve bir sonraki vakum bölgesinde negatif bir değer alan ses basıncı ortaya çıkar. Böylece, örneğin, 2 W / cm2'lik bir ultrason yoğunluğunda, insan dokularında sıkıştırma alanında + 2,6 atm'lik bir basınç oluşturulur, Bir sonraki alanda vakuma dönüşür - 2,6 atm. (şekil 4). Ultrason tarafından oluşturulan sıkıştırma ve vakum, mikroskobik boşlukların (kavitasyon) oluşumu ile sürekli bir sıvıda kırılmaların oluşmasına yol açar. Bu işlem bir sıvıda meydana gelirse, boşluklar sıvının buharları veya içinde çözünmüş gazlarla doldurulur. Daha sonra, boşluk bölgesinde, maddenin bir sıkıştırma bölgesi oluşur, boşluk hızla çöker, küçük bir hacimde önemli miktarda enerji salınır, bu da maddenin mikro yapılarının tahrip olmasına yol açar.

4. Ultrasonun biyomedikal uygulaması.

Ultrasonun mediko-biyolojik etkisi çok çeşitlidir. Şimdiye kadar, ultrasonun biyolojik nesneler üzerindeki etkisine dair kapsamlı bir açıklama yapmak hala imkansız. Ultrasonun neden olduğu birçok etkiden ana olanları ayırmak her zaman kolay değildir. Bununla birlikte, biyolojik nesnelerin ultrasonu ışınlandığında, esas olarak aşağıdaki ultrason eylemlerini hesaba katmanın gerekli olduğu gösterilmiştir:

termal; mekanik hareket; dolaylı, çoğu durumda, fiziksel ve kimyasal etki.

ABD'NİN TERMAL ETKİSİ önemlidir çünkü biyolojik nesnelerdeki metabolik süreçler, önemli bir sıcaklık bağımlılığı ile karakterize edilir. Termal etki, emilen enerji tarafından belirlenir. Bu durumda, düşük yoğunlukta ultrason kullanılır (yaklaşık 1 W / cm 2). Termal etki, dokuların, kan damarlarının genişlemesine neden olur, bunun sonucunda metabolizma artar, kan akışında bir artış gözlenir. Odaklanmış ultrasonun termal etkisi nedeniyle, sadece yumuşak dokuları kesmek için değil, aynı zamanda bir neşter olarak da kullanılabilir. kemik dokusu... Şu anda, hasarlı veya nakledilen kemik dokularının "kaynaklanması" için bir yöntem geliştirilmiştir.

MEKANİK EYLEM. Ultrasonik bir alandaki bir maddenin parçacıklarının mekanik titreşimleri, pozitif bir biyolojik etkiye (doku yapılarının mikro masajı) neden olabilir. Bu maruz kalma türü ayrıca hücresel ve hücre altı düzeyde mikrotitreşim, biyomakromoleküllerin yok edilmesi, mikroorganizmaların, mantarların, virüslerin, yıkımın yok edilmesini içerir. malign tümörler, taşlar mesane ve böbrekler. Ultrason, örneğin kolloidal çözeltilerin, yüksek oranda dağılmış tıbbi emülsiyonların, aerosollerin imalatında maddeleri ezmek için kullanılır. Bitki ve hayvan hücrelerini yok ederek biyolojik olarak aktif maddeler (enzimler, toksinler) onlardan salınır. Ultrason, hücre zarlarının hasar görmesine ve yeniden yapılandırılmasına, geçirgenliklerinde değişikliklere neden olur.

ULTRASONİK FİZİKSEL-KİMYASAL ETKİ. Ultrasonun etkisi bazı kimyasal reaksiyonları hızlandırabilir. Bunun, daha sonra parçalanarak aktif H + ve OH - radikalleri oluşturan ultrasonik su moleküllerinin aktivasyonundan kaynaklandığına inanılmaktadır.

Ultrasonun biyomedikal uygulaması temel olarak iki alana ayrılabilir: teşhis ve tedavi. Birincisi, esas olarak darbeli radyasyon kullanan yer belirleme yöntemlerini içerir. Bu bir ekoensefalografidir - tümörlerin tanımı ve beynin ödemi.

Konumlandırma yöntemleri, farklı yoğunluktaki ortamlar arasındaki arayüzden ultrasonun yansımasına dayanır. Bu yöntem ayrıca ultrason kardiyografisini de içerir - dinamiklerde kalbin boyutunun ölçümü. Ultrason konumu, göz ortamının boyutunu belirlemek için oftalmolojide de kullanılır. Ultrason Doppler etkisi, kalp kapakçıklarının hareket modellerini ve kan akış hızını incelemek için kullanılır.

Böbrekler, kalp, mide vb. organların görüntülerini elde etmek için ultrason holografik yöntemleri için çok büyük bir gelecek var.

İkinci alan ultrason tedavisidir. Genellikle ultrason 800 kHz frekansta ve 1 W / cm2 veya daha az yoğunlukta kullanılır. Ayrıca, birincil etki mekanizmaları doku üzerindeki mekanik ve termal etkidir. Ultrason tedavisi amacıyla UTP-ZM aparatı ve diğerleri kullanılır.

5. Infrasound (IZ), dağılımının özellikleri.

Biyolojik nesneler üzerinde kızılötesi etki.

Infrasound (IZ), üst aralığı 16 - 20 Hz'yi geçmeyen ses titreşimleri olarak adlandırılır. Alt aralık 10 -3 Hz'dir. 0,1 ve hatta 0,01 Hz frekanslı IZ'ler büyük ilgi görmektedir. IZ gürültünün bir parçasıdır. IZ'nin kaynakları, deniz veya nehir suyunun hareketi (fırtınası), ormanın gürültüsü, rüzgar, yıldırım deşarjları, depremler ve heyelanlar, bina temellerinin titreşimleri, takım tezgahları, hareketli araçlardan gelen yollar. IZ, mekanizmaların titreşimleri sırasında, rüzgar binaların, ağaçların, sütunların üzerinden estiğinde, insanlar ve hayvanlar hareket ettiğinde ortaya çıkar.

IZ'nin karakteristik bir özelliği, ortam tarafından düşük absorpsiyonudur. Bu nedenle, uzun mesafelere yayılır. İZ, insan vücudunun dokularına, özellikle kemik dokusuna iyi yayılır. IZ dalgalarının havadaki hızı 1200 km / s, sudaki hızı 6000 km / s'dir.

IZ'nin düşük absorpsiyonu, yer kabuğunda yayılmasıyla kaynaktan çok uzaktaki patlamaları ve depremleri tespit etmeyi mümkün kılar. Ölçülen IZ dalgalanmalarından bir tsunami tahmin edilir. Şu anda, örneğin, başlangıcından saatler önce bir fırtınayı tahmin etmenin mümkün olduğu hassas IZ alıcıları geliştirilmiştir.

IZ titreşimleri, frekanslarının beynin alfa ritmiyle çakışmasıyla açıklanan biyolojik aktiviteye sahiptir.

8-10 dakika boyunca 70 dB yoğunluğa sahip 1-7 Hz frekanstan. radyasyon neden olur: baş dönmesi, mide bulantısı, nefes almada zorluk, depresyon hissi, baş ağrısı, boğulma. Tüm bu faktörler, IZ'ye tekrar tekrar maruz kalma ile güçlendirilir. Belirli bir frekans ölümcül olabilir.

Mekanizmaların titreşimleri bir IZ kaynağıdır. Titreşim ve IZ'nin insan vücudu üzerindeki olumsuz etkisi nedeniyle titreşim hastalığı (VD) oluşur. VB, insan dokusunun veya organının belirli bir bölgesinde bu faktörlere uzun süre maruz kaldığında ortaya çıkar ve sadece bireysel organların değil, aynı zamanda tüm insan vücudunun yorgunluğuna yol açar. İlk önce ellerin ve diğer organların kaslarının atrofisine, mekanik titreşimlere duyarlılığın azalmasına, parmaklarda, ayak parmaklarında ve diğer organlarda konvülsiyonların ortaya çıkmasına neden olur.

IZ'nin vücut üzerindeki birincil etki mekanizmasının rezonans bir yapıya sahip olduğu varsayılmaktadır. İç organlar insanların kendi titreşim frekansları vardır. Kendi frekansına eşit bir frekansla IZ'ye maruz kaldığında, belirtilene neden olan bir rezonans ortaya çıkar. rahatsızlık ve bazı durumlarda ciddi sonuçlara yol açabilir: kalp durması veya kan damarlarının yırtılması.

Sırtüstü pozisyonda insan vücudunun doğal titreşimlerinin frekansı - (3 - 4 Hz), ayakta - (5 - 12 Hz), göğüs- (5-8 Hz), karın boşluğu- (3 - 4 Hz) ve diğer organlar IZ frekansına karşılık gelir.

Ses- elastik ortamda dalgalar şeklinde yayılan, insan işitme frekans aralığındaki titreşimler. gürültü, ses - farklı güç ve frekanstaki seslerin düzensiz birleşimi. Gürültünün kaynağı, katı, sıvı ve gaz halindeki ortamlarda yerel basınç değişikliklerine veya mekanik titreşimlere neden olan herhangi bir işlemdir.

16 Hz ile 20 bin Hz aralığındaki bir frekanstaki ses dalgalarına maruz kaldığında ses duyuları insan işitme organları tarafından algılanır. 16 Hz'nin altında bir frekansa sahip titreşimlere infrasound ve 20.000 Hz'nin üzerinde - ultrason denir.

Gürültünün kaynağı olabilir mekanik, aerohidrodinamik ve elektromanyetik.

mekanik gürültü makinelerin mafsallı parçalarındaki şoklar, titreşimleri, parçaların işlenmesi sırasında, rulmanlı yataklardaki dişlilerde vb. Titreşen bir yüzeyin ses radyasyonunun gücü, titreşen yüzeylerin titreşimlerinin yoğunluğuna, boyutlarına, şekillerine, montaj yöntemlerine vb. bağlıdır.

Aerohidrodinamik gürültü boru hatlarında ve kanallarda (turbomakineler, pompa üniteleri, havalandırma sistemleri vb.) Hareketleri sırasında gazlarda ve sıvılarda basınç dalgalanmalarının bir sonucu olarak ortaya çıkar.

elektromanyetik gürültü alternatif elektromanyetik alanlara (elektrik makineleri, transformatörler, bobinler vb.) maruz kaldığında ferromanyetik malzemelerin gerilmesi ve bükülmesinin sonucudur.

Gürültünün bir kişi üzerindeki etkisi kendini gösterir sübjektif tahrişten işitme organlarının işlevindeki objektif patolojik değişikliklere, merkezi gergin sistem, kardiyovasküler sistem, iç organlar.

Gürültü etkisinin doğası, fiziksel özellikleri (seviye, spektral kompozisyon vb.), maruz kalma süresi ve bir kişinin psikofizyolojik durumu.

Gürültünün etkisi altında, dikkat, verimlilik. Gürültü insanların uykusunu ve dinlenmesini bozar.

Gürültünün etkisi altında meydana gelen her türlü nevrotik ve kardiyak bozukluklar, gastrointestinal sistem bozuklukları, işitme vb. "gürültü hastalığı" semptom kompleksinde birleştirilir .

Fiziksel bir bakış açısından, ses şu şekilde karakterize edilir: titreşim frekansı, ses basıncı, yoğunluğu veya ses yoğunluğu. Uyarınca sıhhi düzenlemeler ve 2.2.4 / 2.1.8.10-32-2002 normları "İşyerlerinde, konutlarda, kamu binalarında ve konut geliştirme bölgesinde gürültü", gürültünün temel özellikleri şunlardır: titreşim frekansı, ses basıncı ve ses seviyesi.

Ses basıncı $(Pa) - ses titreşimlerinden kaynaklanan hava veya gaz basıncının değişken bileşeni, Pa.

Bir ses dalgası yayıldığında, enerji aktarılır. Bir ses dalgasının dalga yayılma yönüne dik bir yüzeyden birim zamanda taşıdığı enerjiye ne denir? ses yoğunluğu ben(G / m2) :

,

nerede $- ses basıncı, Pa; ρ – ses yayılım ortamının yoğunluğu, kg / m3; С - havadaki ses hızı, m / s.

İnsan işitme cihazı, farklı frekanslardaki seslere karşı eşit olmayan bir duyarlılığa sahiptir. İnsan işitsel organı, ses frekansına bağlı olarak üst ve alt eşiklerle sınırlanan belirli bir yoğunluk aralığında ses titreşimlerini algılayabilir (Şekil 1).

İşitme eşiği 1000 Hz civarında bir minimum değere sahiptir. Sesin yoğunluğuna veya gücüne göre ben o 10 -12 W/m2'ye eşittir ve ses basıncı P o- 2x10 -5 Pa. Ağrı eşiği 1000 Hz frekansında yoğunlukta ben maksimum 10 W / m2'ye eşittir ve ses basıncı açısından - P maks= 2x10 -5 Pa. Bu nedenle, referans 1000 Hz frekansında bir ses alınır İşitme eşiği ile ağrı eşiği arasında yer alır işitme alanı .

İnsan kulağı müstehcenliğe değil, sesteki göreceli bir değişikliğe tepki verir. Weber-Fechner yasasına göre, gürültünün bir kişi üzerindeki rahatsız edici etkisi, ses basıncının karesinin ondalık logaritması ile orantılıdır. Bu nedenle, gürültüyü karakterize etmek için logaritmik seviyeler kullanılır:

ses yoğunluğu seviyesi ben ve ses basınç seviyesi L P. Desibel cinsinden ölçülürler ve buna göre formüllerle belirlenirler:

, dB,

, dB,

nerede ben ve ben o - sırasıyla gerçek ve eşik ses yoğunluğu, W / m 2; $ ve P hakkında- sırasıyla gerçek ve eşik ses basıncı, Pa.

ölçü birimi beyaz adını taşıyan Alexandra Graham Bell- telefonun kurucularından biri olan İskoç asıllı bir bilim adamı, mucit ve iş adamı (İng. Alexander graham çan; 3 Mart 1847 (18470303) Edinburgh, İskoçya - 2 Ağustos 1922, Baddeck, Nova Scotia, Kanada).

Şekil 1. İnsan işitsel algı alanı

Bir bel son derece küçük bir değerdir, kulak tarafından zar zor farkedilebilen ses seviyesindeki bir değişiklik 1 dB'ye karşılık gelir (ses yoğunluğundaki %26 veya ses basıncındaki %12'lik bir değişikliğe karşılık gelir).

dB (0 ... 140) cinsinden logaritmik ölçek, frekanstan bağımsız olarak gürültünün tamamen fiziksel özelliğini belirlemenize olanak tanır. Aynı zamanda, insan işitme cihazının en yüksek hassasiyeti 800 ... 1000 Hz frekanslarında ve en düşük 20 ... 100 Hz frekanslarında meydana gelir. Bu nedenle, öznel ölçümlerin sonuçlarını öznel algıya yaklaştırmak için kavram tanıtıldı. düzeltilmiş ses basıncı seviyesi... Düzeltmenin özü, frekansa bağlı olarak ses basınç seviyesinin ölçülen değerine düzeltmelerin eklenmesidir. En çok kullanılan düzeltme FAKAT. Düzeltilmiş ses basıncı seviyesi L A = L Р - ΔL A aranan ses seviyesi.