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)： 討論流體運動及與其中的物體之間相互作用規(guī)律 應(yīng)用： 血液的動力學(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：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 無 法承受拉力 抱負(fù)液體： 肯定不行壓縮、無粘滯性的液體。 穩(wěn)定流淌： 每肯定點的液體的速度不隨時間而變的流淌。 ( 實際和抱負(fù)液體均可有穩(wěn)定流淌) 流線的切線方向，該點液體流淌方向 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，流速小） ） 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 中任意二個垂直于流管的截面 實際和抱負(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流速相同。而實際液體是不同的，由該截面的平均流速來代替液流

3、連續(xù)原理 的流速。 思索： 水籠頭流出的水為什么會變得越來越細(xì)？ 伯努利方程： 適用范圍； ； n 同一流管 n 抱負(fù)液體 爭論： 由于抱負(fù)液體在運動時，沒有與運動方向平行的切向力作用，所以任一點的壓強(qiáng)只與位置有關(guān)，與方位無關(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：測量流體流速 其次節(jié)實際液體的流淌 一、牛頓粘滯定律粘滯系數(shù) 層流： 實際液體具有粘滯性，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，流體不再保持分層流淌，而可能向各個方向運動，有垂直于管軸方向的分速度，各流層將混淆起來，并有可能消失渦旋

5、，這種流淌狀態(tài)叫湍流。 流體作湍流時所消耗的能量比層流多，湍流區(qū)分于層流的特點之一是它能發(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運動時，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：實際液體，層流 等粗水平管中流淌狀況 泊肅葉公式爭論： 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 血管由動脈、毛細(xì)血管和靜脈組成 1. 彈性貯器血管: 主動脈和大動脈 2. 安排血管：中動脈 3. 毛細(xì)血管前阻力血管：小動脈、微動脈 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動時將 受到粘性阻力作用，若物體的運動速度很小，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、的變化及其測量 血壓的形成(bloodpressure) （ （1 ）血液充盈程度 （ （2 ）心室射血( 勢能和血流的動能) （ （3 ）血液遇到的阻力 主動脈和大動脈的彈性貯器作用緩沖作用和連續(xù)的血流 血壓的測量 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，動脈中的壓強(qiáng)發(fā)生變化，動脈中血壓的最大值為心縮壓，最小值為舒張壓 血壓單位單位轉(zhuǎn)換 影響動脈血壓的因素 ； 心輸出量, 外周阻力, 循環(huán)系統(tǒng)的血液充盈程度,主動脈的彈性貯器作用 重力對血液流淌的影響： ： 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 重力對靜脈血壓的影響大； 加速運動對血壓的影響： ： 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 動和波 把握：諧振動方程、波動方程 熟識：同方向、同頻率振動合成 了解：駐波、拍、振動合成與分解 機(jī)械波產(chǎn)生的兩個條件：波源，媒質(zhì) 一、 諧振動 x ar r2w - = 諧振動方程式： ) 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

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. 合振動不是簡諧運動 2.|f2- -1 f1|f2+f1 合振動變化頻率為 (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 ）簡單振動的分解 傅里葉 (Fourier) 證明：一個任意( ( 具有周期為 T=2p p/ /w w) ) 周期性振動，于 能分解為一系列圓頻率等于 w w 的整數(shù)倍的諧振動。 ) 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，即分振動的振幅 w w 稱為基頻 n nw w 稱 稱 n n 次諧波 三、 波動 波的特點：（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)元振動方向與波的傳播方向垂直 縱波：質(zhì)元振動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潔的波，其他如水面波、地震波等，狀況就比較簡單。 機(jī)械波波動方程úûùêëé+ ÷

14、;øöçèæ± = j wuxt A y cos 1. 相速度：等相位面沿波線向前推動的速度，即波速( ( 單位時間波所傳過的距離) ) 。 2. 波長：兩相鄰?fù)帱c間的距離 3 3 周期 T T ：波前進(jìn)一個波長的距離所需的時間。 4. 角波數(shù)：l 2= k 即單位長度上波的相位變化 留意：波的周期和頻率與媒質(zhì)無關(guān)，由波源確定。 波速與波源無關(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。 波動只是振動狀態(tài)( ( 相位) ) 的傳播，介質(zhì)本身并不隨波遷移。 波動是能量傳播的過程，而非介質(zhì)傳播的過程。

15、波動式的其它形式： 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， ( ) t x y y ,0= 表示0x 處質(zhì)點在任意時刻位移。波動方程變成了0x 處質(zhì)點

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

17、 勢 能 之 和 ) ) 。) ( sin d21dE2 2 2p kCxt VA dE - = = w w r 波動的能量： ) ( 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 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)生簡諧波的兩源 波源 S1 、S2 的振動方程為： ) cos(1 1 1j w + = t A y ) cos(2 2 2j w + = t A y 中 兩列波在波場中 P 點引起的振動為： ) 2 cos(11 1 1lj wrt A yp- + = ) 2 cos(22 2 2lj wrt

19、A yp- + = 由簡諧振動的合成規(guī)律：P 點的振動仍為簡諧振動。 ) 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，對于空間不同的點，合振動的振幅 A A 不同，并且 A A 不隨時間變化， 合振幅形成穩(wěn)定的分布。有些點處振動始終被加強(qiáng)（相長干涉）、有些點處始終被減弱（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形成的疊加波。 駐波方程：yTt xA plp 2 cos 2 cos

20、2 = 駐波的特點 1. 頻率特點： 各質(zhì)元以同一頻率作簡諧振動。 2. 振幅特點： (1) 各點的振幅 ) 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)：有些點始終靜止，這些點稱作波節(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 波節(jié)始終保持不動，所以無能量流過節(jié)點 (1) 動能：當(dāng)各質(zhì)點同時到達(dá)平衡位置時：介質(zhì)無形變，勢能為零，。 此時駐波能量為動能。波腹處動能最大，駐

21、波能量集中在波腹四周。 (2) 勢能：當(dāng)各質(zhì)點同時到達(dá)最大位移時：動能為零，此時駐波能量為勢能。波節(jié)處形變最大，勢能最大，能量集中在波節(jié)四周。 (3) 結(jié)論：動能、勢能 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。 簡正模式：凡只能以某一頻率的整數(shù)倍振動的振動形式稱為簡正模式 外界策動源頻率與系統(tǒng)某本征頻率相同時，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、聲強(qiáng)級、多普勒效應(yīng) 熟識：聲阻、響度級、超聲診斷物理原理 了解：聽力曲線、超聲特點與應(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，還可為橫波）。 在 其中頻率在 20 20210H

22、z 范圍，稱為可聽聲，簡稱聲波；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，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 一平面簡諧聲波在各向同性的勻稱媒介中無衰減地沿X 正方向傳播，其波動方程： 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(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 若人講話的聲強(qiáng)級 50db ，問多少人同時講話能達(dá)到 120db

24、 。 答案：1000,0000 聲 若一臺機(jī)器噪聲 50db, 二臺機(jī)器噪聲 100db? 為 有若干個相同的喇叭，每只聲強(qiáng)為 10-11w/m2 ，求三只喇叭與一只喇叭的聲強(qiáng)級差，多少只喇叭是三只喇叭的聲強(qiáng)級的三倍？ 聲壓級(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 = 一臺機(jī)器噪聲) (2log 10010dbII：SIL = 二臺機(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 留意：待測聲波和參考聲波相對于同一媒介時，聲強(qiáng)級(SIL) 與聲壓級 級(SPL) 相同。 為 某聲壓為 10-4Pa 的聲波在空氣中傳播，若使其聲壓級增大 40db, 則增壓 大后的聲波的聲壓 P 為多少。聲強(qiáng)是原來的多少倍，聲強(qiáng)級增加多少？ 響度級：人耳對聲音強(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)。響度級單位：方(phon) 。響度級大小是以頻為 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連接起來，形成響度曲

27、線。曲線上各點不同頻 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, 比原來的聲壓級增大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 波源運動 + ，遠(yuǎn)離 .ov 觀看者 向 動 波源運動 + ，遠(yuǎn)離 .波源 向 觀看者運動 離 ，遠(yuǎn)離 + sv 波源 向 觀看者運動 離 ，遠(yuǎn)離 + svfuufso"vvm±= 當(dāng) 沖擊波：當(dāng) v s u 時，波源就會沖出自身發(fā)出的波陣面, 它所發(fā)出的

29、波的一系列波面的包絡(luò)是一個圓錐體，稱為馬赫錐，在這個圓錐上，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，B 車司機(jī)聽到的頻率。 有 有 A 、B 兩個汽笛，其頻率為 200Hz ，B 靜止，而 A 以 以 10m/s 的速度者 向左運動，兩汽笛間的觀看者 P 以 以 5m/s 的速度向右運動，若聲速為340m/s, 則觀看者聽到來自 A 的聲波頻率和來自 B 的聲波頻率以及拍頻是多少？ A

30、、B 為兩個汽笛，其頻率皆為 500Hz ，A 靜止，B 以 以 60m/s 的速率向右運動. 在兩個汽笛之間有一觀看者 O ，以 30m/s 的速度也向右運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 動. 已知空氣中的聲速為 330m/s ，求： 1 ）觀看者聽到來自 A 的頻率 2 ）觀看者聽到來自 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，與波源

32、安裝在一起的接收器接收到從汽車反射為 回來的波的頻率為 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曊駝拥哪芰哭D(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)點振動的

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數(shù)為 量級，為 10 -10 m ，分子排列較緊密，分子間作用力較大，其熱運動與固體相像，主要在平衡位置四周作微小振動。

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，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：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)運動的趨勢，并使表面自動收縮至最小面積的力。 2 2 從能量觀點來分析，任何系統(tǒng)的勢能越小越穩(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，

40、即液面 有收縮的趨勢；這種趨勢在宏觀上就表現(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；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。吹成一個直徑為 m 10cm 的皂泡，問需要作多少功？ 解： 將一個半徑為 R R 的球形液滴，分散為 n n 個半徑為 r r 的小液滴，要作多少功？( ( 設(shè)表面張