Physik fr Mediziner Zahnmediziner und Pharmazeuten n SS

Physik für Mediziner, Zahnmediziner und Pharmazeuten n SS 2000 10. Vorlesung 19. 5. 2000 1 Zurück zur ersten Seite

Plan : Nächste Vorlesungen n n Schall, Ultraschall, Dopplereffekt Hören, Sprechen, Ultraschall (+Doppler) Schallgeschwindigkeit, Dopplereffekt Hörvorgang, Ohr Übung: Montag am Ende der Vorlesung (Bitte Taschenrechner und Praktikums-anleitung mitbringen) Dienstag : Ultraschallanwendung Auftrieb, Strömung von Flüssigkeiten Blutkreislauf 2 Zurück zur ersten Seite

Harmonische Schwingungen(1) n x(t) = Auslenkung (Augenblickswert) t = Zeit [s] A= Amplitude (maximale Auslenkung) ω =2 π f = Kreisfrequenz : [1/s]=[Hz] T = 1/ f = Schwingungsdauer [s] n x(t) = A sin ω t = A sin ( ω t n n 3 Zurück zur ersten Seite

Transversalwellen 4 Zurück zur ersten Seite

Longitudinalwellen 5 Zurück zur ersten Seite

Wellen n n Die Schwingungsmaxima legen den Weg s = v t zurück. Für die Wellengeschwindigkeit v gilt : v = f λ v = Frequenz x Wellenlänge Die Wellenlänge ist der räumliche Abstand zwischen z. B. zwei aufeinanderfolgenen Maxima zu einem festen Zeitpunkt t. . 6 Zurück zur ersten Seite

Stehende Wellen n Zwei Wellen gleicher Frequenz und Amplitude, die einander entgegenlaufen, bilden eine stehende Welle. Am einfachsten realisiert man eine stehende Welle durch Überlagerung einer ursprünglichen Welle mit einer reflektierten. 7 Zurück zur ersten Seite

Reflexion am festen Ende: Welle schwingt in Gegenphase zurück. l=n λ /2 und fn = nv/2 l 8 Zurück zur ersten Seite

Reflexion am losen Ende: Welle schwingt in gleicher Phase zurück. l = (2 n+1) λ/4 (2 n+1)v/4 l und fn = 9 Zurück zur ersten Seite

Schallwellen n n Schall benötigt Übertragungsmedien Druck- und Dichteschwankungen breiten sich aus. Die subjektive Tonempfindung ist durch die Frequenz bestimmt. Schallbereiche u. Infraschall < 16 Hz u. Ultraschall >16 k. Hz u. Hörschall dazwischen 10 Zurück zur ersten Seite

Schallgeschwindigk eit n n Für Wellen gilt allgemein: Für Schallwellen (vor allem in deutschsprachigen Lehrbüchern ): 11 Zurück zur ersten Seite

Messung von Wellenlänge und Schallgeschwindigkeit (Quincke) n Abstand der Maxima λ /2 12 Zurück zur ersten Seite

Schallerzeugung n n Periodische Schwingung (Stimmgabel, Saite) Zerhackter Luftstrahl (Lochsirene) Blasinstrumente Stimmbänder 13 Zurück zur ersten Seite

Schallgeschwindigk eit v =λ f n n n Schallgeschwindigkeit in festen Medien hängt von Elastizitätsmodul und Dichte ab u. Knochen 3600 m/s u. Fett 1470 m/s In Gasen hängt die Schallgeschwindigkeit von der Art des Gases und der Temperatur ab u. Luft 347 m/s 14 u. He 1030 m/s Zurück zur ersten Seite

Dopplereffekt n n n Bewegen sich Schallsender und Empfänger aufeinander zu (voneinander weg), so ist die Frequenz, die der Empfänger hört, höher (tiefer) als die des Senders. Formeln s. Praktikumsanleitung Anwendungsbeispiele in der Medizin u. Bewegung von Organen (Organteilen im. Körper) u. Strömungsgeschwindigkeit von Blut 15 Zurück zur ersten Seite

Unbewegter Sender und unbeweg-ter Empfänger 16 Zurück zur ersten Seite

Bewegter Sender 17 Zurück zur ersten Seite

Bewegter Empfänger 18 Zurück zur ersten Seite

Tonempfindung und Klang n n n Die Tonempfindung (Klang) und das Erkennen der Instrumente und bestimmter Personen hängt von der Zusammensetzung der Obertöne und deren zeitlichem Verhalten ab. Dominanz gerader bzw. ungerader Obertöne bestimmen die Klangfarbe. Jede Art von Klang läßt sich durch eine Überlagerung von Sinusschwingungen verschiedener Frequenz, Amplitude und Phase erzeugen (Fouriersynthese) 19 Zurück zur ersten Seite