Ультразвук.
2.Свойства УЗ-волны и особенности ее распространения.
2.1. Отражение и преломление УЗ-волн.
2.2. Поглощение УЗ-волн веществом.
3. Действие УЗ на вещество и на ткани организма.
Биологические эффекты при действии ультразвука.
4. Методы диагностики и методы лечения.
1.Излучатели и приемники ультразвука.
Ультразвуком (УЗ) называют механические колебания и волны, частоты которых более 20 кГЦ. Верхний предел ультразвуковых частот условно считают равным 10 9 10 10 Гц. Этот предел определяется межмолекулярными расстояниями и поэтому зависит от агрегатного состояния вещества, в котором распространяется ультразвуковая волна. Источником ультразвука могут быть как естественные явления, так и искусственные установки — генераторы ультразвука. Естественными источниками УЗ являются животные, издающие ультразвук (кузнечики, саранча, сверчки, летучие мыши, дельфины). Все эти животные воспроизводят УЗ и воспринимают его специальными рецепторными аппаратами. Например, летучие мыши издают УЗ с частотой 70-80кГц. Издаваемые ими колебания отражаются от окружающих предметов и воспринимаются специальными механорецепторами как своеобразные сигналы о лежащих на пути препятствиях. С помощью своего ультразвукового локатора летучие мыши очень точно ориентируются в полете. Ультразвук воспринимают не только летучие мыши и некоторые насекомые, но и дельфины, киты, кошки, собаки, грызуны, лягушки. Их слуховой аппарат настроен на более широкий диапазон звуковых колебаний. В приведенной ниже таблице даны верхние границы частот, воспринимаемых некоторыми животными и насекомыми.
Верхняя граница частот (в кГц), воспринимаемых органом слуха:
Источником ультразвука может быть и неживая природа: шум ветра, водопады, морской прибой. Ультразвук возникает также при работе ракетных двигателей, некоторых двигателей и станков.
В технике ультразвук получают с помощью устройств, называемые УЗ-излучателями (генераторы УЗ). Наибольшее распространение получили электромеханические излучатели, основанные на явлениях магнитострикционного эффекта и обратного пьезоэлектрического эффекта.
Магнитострикционные излучатели применяются для генерирования низкочастотных ультразвуков (до 80 кГц). Явление магнитострикции заключается в механической деформации стержня или трубки из ферромагнитного материала, помещенного в переменное магнитное поле параллельно направлению силовых линий. Под воздействием
переменного магнитного поля происходит растяжение и сжатие стержня, что приводит к образованию УЗ-волн низких частот. Если стержень первоначально не был намагничен, то он будет колебаться с удвоенной частотой. Если периоды собственных колебаний стержня и магнитного поля одинаковы, то амплитуда колебаний будет максимальна (явление резонанса), а так как колебания стержня продольные, то ультразвуковая волна будет исходить из концов стержня. Наиболее часто применяют стержни из никеля, дающие хороший магнитострикционный эффект. Основной частью та кого излучателя является стержень из ферромагнитного материала, помещенного в соленоид, который соединен с источником переменного тока.
Пьезоэлектрические излучатели применяются для генерирования ультразвуков с частотами до 50 МГц.
Явление обратного пьезоэлектрического эффекта заключается в механической деформации некоторых материалов (кристаллы кварца и турмалина, сегнетова соль, фосфорнокислый аммоний, керамический материал на основе титаната бария) под действием переменного электрического поля. Если к определенным плоскостям кристалла подвести переменное электрическое поле, то кристалл сжимается или растягивается в зависимости от полярности электрического поля. Основной частью такого излучателя является
пластинка или стержень из пьезоэлектрического материала. На поверхность пластины в виде проводящих слоев нанесены электроды. При действии переменного электрического поля пластина вибрирует, излучая механическую волну соответствующей частоты. Наибольшая интенсивность УЗ-волны наблюдается при выполнении условия резонанса.
Для регистрации и анализа ультразвуков применяются пьезоэлектрические и магнитострикционные датчики — приёмники ультразвука.
В пьезоэлектрическом датчике используется прямой пьезоэлектрический эффект. Прямой пьезоэффект состоит в том, что при механической деформации указанных выше кристаллов в определенных направлениях на их границах появляются электрические заряды противоположных знаков, что приводит к генерации электрического поля. Это явление обусловлено деформацией элементарных кристаллических ячеек и сдвигом подрешеток относительно друг друга при механическим воздействии на кристалл. В пьезодатчиках под действием регистрируемых ультразвуковых волн в пластинке возникают вынужденные механические колебания (переменная деформация), которые и приводят к генерации переменного электрического поля, соответствующее электрическое напряжение может быть измерено.
Магнитострикционные датчики основаны на явлении изменения индукции магнитного поля ферромагнитного стрежня при его механической деформации. Переменная деформация ферромагнитного стержня, на торец которого действует ультразвуковая волна, вызывает возникновение переменной электродвижущей силы электромагнитной индукции в обмотке катушки, надетой на сердечник.
Ультразвуковые излучатели
Ультразвуком называются различные волновые колебания, частота которых находится выше слышимости человеческого слуха (15/16 кГц, а по некоторым источникам — 20 кГц).
Природа всех звуковых колебаний одинакова, и, по большому счёту, звук и ультразвук отличаются только тем (с точки зрения человека), может ли он слышать такой диапазон звуков или нет.
В этой статье мы рассмотрим ряд довольно любопытных излучателей ультразвука, некоторые из которых могут быть незнакомы широкой публике.
Под звуковыми колебаниями в физике понимают упругие колебания среды, которые могут распространяться как в газах, так и в жидких и твёрдых средах. При этом такие распространяющиеся колебания представляют собой чередующиеся зоны сжатия и разрежения среды, где амплитуда зон сжатия равна амплитуде зон разрежения, а частота чередования таких зон соответствует частоте колебаний звуковой волны.
В окружающей среде встречаются звуки разных частотных диапазонов, одним из которых является и ультразвук, но стоит отметить, что в природе интенсивность таких колебаний весьма мала. Известно, что интенсивность таких колебаний может доходить до громкости человеческой речи или звуков, которые может расслышать человек. Скажем, для ориентира тут можно отметить, что интенсивность громкого разговора человека составляет около 1-9 .
Но, естественно, это касается только природных звуков. Если же излучателями ультразвука являются искусственные источники, то тут мощность может быть весьма большой и достигать даже многих киловатт, и на каждый поверхности будут приходиться сотни ватт.
При этом эксперименты показывают, что использование мощного излучателя имеет свои особенности одним из которых является не только приведение им в колебательное состояние прилегающих к нему сред, но и смещение среды, формирующееся в виде непрерывного потока, который называется звуковым ветром.
При этом наука не может ещё полностью объяснить природу возникновения такого ветра несмотря на то, что сам факт его возникновения вызывает существенный интерес, так как использование этого эффекта может быть весьма полезным в промышленности для применения, в частности, в качестве средства перемешивания сред.
Ещё одним интересным эффектом, но уже касающимся именно ультразвука, является тот, где при распространении ультразвука в жидкой среде он является причиной возникновения кавитации. Причиной возникновения такого явления являются свойства жидких сред, так как они характеризуются, как правило, хорошей устойчивостью к сдавливающим воздействиям, и, в то же время, очень слабой устойчивостью к растягиванию, разрежению.
Поэтому когда звуковая волна проходит через жидкость, при попадании в зону разряжения в ней начинает возникать большое количество разрывов жидкости в виде пузырьков, которые возникают в тех местах в жидкости, где она наиболее ослаблена — присутствуют пузырьки газа, посторонние примеси и т. д.
Время существования таких кавитационных пузырьков очень мало и после первоначального возникновения эти пузырьки схлопываются с очень большой скоростью и силой, при этом в полости конкретного пузырька возникают очень большие давления, которые могут составлять сотни атмосфер.
Схлопывание подобных пузырьков вызывает существенное воздействие на любое твёрдое тело, находящееся вблизи подобных явлений. Кроме всего прочего, такие схлопывания могут сопровождаться электрическими разрядами, а также мгновенным существенным повышением температуры. Для возникновения явлений кавитации необходима определённая интенсивность ультразвука, которая определяется частотой колебаний и типом жидкости.
Искусственные источники ультразвука
Одним из самых простых излучателей является способ возбуждения ультразвуковых колебаний в воздушной среде, предложенный ещё 1899 году Кёнигом — с помощью небольших камертонов, у которых длина вилки составляла всего лишь несколько миллиметров. Частота колебаний такого камертона могла достигать 90 кГц.
Продолжая разговор о простых излучателях, можно сказать, что ультразвук можно извлечь и с помощью ударов по стальным пластинкам толщиной 10-12 мм, которые закреплены в центре. При этом частота колебаний пластинок зависит от их диаметра и в практически проводившихся учёными опытах достигала 35 кГц (для пластинки диаметром в 35 мм).
Кроме этого способа, можно получить ещё ультразвук порядка 30 кГц, если возбуждать колебания в стальных струнах: например, если стальная струна имеет длину 50 см, то частота её колебаний составит порядка 5 кГц. Укорачивание же струны до 10 см приведёт к увеличению её частоты до 25 кГц, которые уже выходят за пределы слышимого человеком диапазона звуков. Подобный способ со струнами может использоваться для определения верхнего предела слышимости звуков у людей. Тем не менее, подобные колебания весьма быстро затухают и обладают малой энергетикой, поэтому практическое применение таких простых излучателей весьма ограничено.
▍ Разные конструкции ультразвуковых излучателей
▍ Свисток Гальтона
Впервые он был описан ещё в 1883 году, и интересен тем, что даёт возможность генерировать колебания с постоянной частотой и амплитудой в пределах диапазона до 40 кГц.
Картинка: Л. Бергман – «Ультразвук»
Принцип действия этого устройства основан на прохождении воздушного потока, где он подаётся через мундштук А, подходит к кольцевой щели С и попадает на цилиндрическое острое лезвие D, которое приводит к возникновению небольших завихрений, следующих с определённым периодом и возбуждающих, в свою очередь, колебания объёма воздуха V.
Величина этого воздушного объёма регулируется с помощью барабана E (снабжённого микрометрическим винтом) и поршня S. Ещё один микрометрический винт В даёт возможность регулировки зазора между лезвием и выходом воздуха (C-D), что даёт возможность регулирования частоты возникающих завихрений, которая, грубо говоря, представляет собой соотношение скорости воздушного потока к ширине зазора.
Благодаря простоте конструкции и постоянству получаемой частоты, одна из вариаций такого свистка получила распространение в качестве ультразвукового свистка для собак (в наше время, наверное, будет весьма просто изготовить его самостоятельно, используя 3D-печать).
▍ Газоструйный излучатель
Достаточно мощный излучатель — выходную мощность порядка 50 Вт можно получить, используя следующий принцип: если продувать воздушный поток сквозь сопло D с давлением порядка 0,9 атмосфер, то выходящий из сопла поток начинает приобретать периодическую структуру, как показано на рисунке ниже пунктирными линиями:
Картинка: Л. Бергман – «Ультразвук»
Если теперь в этот воздушный поток поместить небольшой объём воздуха H,
находящийся внутри специального острия, то этот объём воздуха начнёт работать в качестве резонатора, излучающего в окружающую среду звуковые колебания (строчными буквами a и b на рисунке показаны зоны повышения и понижения давления).
Частота колебаний определяется размерами полости резонатора. Например, если мы обозначим длину полости как l, диаметр полости как d, то мы сможем найти длину волны, которую можно получить с её помощью:
Подобные газоструйные излучатели являются единственным весьма простым источником мощного ультразвука, получаемого в газовых средах. При этом, если использовать в качестве газовой среды не воздушную, а, например, водород, то скорость распространения звука в нём будет в четыре раза больше, чем на воздухе, что позволит достичь колебаний с частотами вплоть до 500 кГц.
Дополнительно сконцентрировать излучаемую звуковую мощность подобного излучателя можно, если поместить его в фокусе параболического зеркала, что, по результатам экспериментов даёт очень сильное концентрированное излучение в направлении оси зеркала.
▍ Жидкостный свисток
В некоторых случаях может возникнуть потребность в возбуждении ультразвуковых колебаний в жидкой среде. Естественно, возникает вопрос, а можно ли использовать описанные выше варианты излучателей и для жидкостей? И ответ будет следующим:
- Если говорить о газоструйном излучателе, то это невозможно, так как для его нормальной работы потребуются скорости истечения жидкости свыше 1500 м/сек.
- Что же касается свистка Гальтона, то его вполне можно применить в этой роли, однако он сможет работать только на низких частотах и с низким КПД.
Эти периодические колебания давления будут распространяться и в обратном направлении, то есть, в частности, и в направлении самого сопла (то есть щели), из которой и происходит истечение воздуха. Достигнув её, эти колебания вызовут модуляцию истекающего воздуха. При этом, если определённым образом подобрать расстояние от лезвия до щели, то возникнут незатухающие периодические колебания:
Кстати говоря, об этом излучателе более подробно я говорил раньше, вот здесь.
Небольшой комментарий к картинке выше: с момента написания той, предыдущей статьи, у меня у самого несколько улучшилось понимание протекающих процессов, поэтому на картинке, за направления излучения звука следует принимать не только вверх-вниз. Но и во все стороны. Если кого заинтересует этот свисток, то весьма подробно вопрос создания таких свистков рассматривается в книге авторов: Д. А. Гершгал, В. М. Фридман – «Ультразвуковая аппаратура». Там есть множество примеров и расчётов.
Как оказалось, подобный свисток весьма эффективно работает и в жидкой среде. Если правильно подобрать расстояние от щели до пластинки, скорость потока, то пластинка входит в резонанс и система излучает весьма сильные колебания в жидкость.
Частоту колебаний пластинки (для прямоугольных пластинок, не заточенных с концов) можно вычислить по формуле, которая есть в статье по ссылке выше.
Если всю систему поместить в устройство для подключения к водопроводному крану (по ссылке выше есть подробное описание и 3D-картинка), погрузить пластинку и сопло в жидкость, то на определённом этапе во время настройки вокруг пластинки можно будет увидеть облачко тумана прямо в жидкости. Это будет явным признаком того, что система работает и возникает кавитация.
По мнению учёных, подобное устройство может являться излучателем колебаний в диапазоне 4-32 кГц, а потребляемая мощность будет зависеть от объёма прокачиваемой жидкости (V) и её давления (p), что можно вычислить по формуле:
Известно применение такого свистка в качестве весьма эффективного средства для приготовления эмульсий.
▍ Ультразвуковая сирена — или как напугать всех кротов и собак в округе 🙂
В качестве мощных излучателей ультразвука могут использоваться даже сирены. Например, в 1934 году была опубликована информация о создании мощных сирен, способных работать в ультразвуковом диапазоне.
Подобная сирена в разрезе показана на рисунке ниже:
Картинка: Л. Бергман – «Ультразвук»
Она состоит из статора S, который также представляет собой верхнюю крышку, имеет толщину в 1,25 см и содержит 100 конических отверстий О диаметром в 4,78 мм (верхняя часть) и диаметром в 2,39 мм (нижняя часть), располагающихся по окружности в 15 см.
Под этим статором находится ротор R, насаженный на ось двигателя, изготовленный из дюралюминия и утончающийся от центра к краям, где по краю ротора также расположены 100 отверстий.
Сжатый воздух подаётся через патрубок L, далее поступает в кольцевую камеру К и, проходя через кольцевую щель А, проходит через отверстия в роторе и статоре.
Вращение ротора приводит к возникновению звуковых волн над статором, частота которых зависит от скорости вращения двигателя. Подобная сирена достигала частот до 34 кГц.
При подаче сжатого воздуха давлением 0,2 атмосферы, при работе в диапазоне частот 3-19 кГц, она может развивать звуковую мощность 84-176 Вт. Если же давление подаваемого воздуха повысить, например, до 2 атмосфер, то акустическая мощность вырастет до 2 кВт, а сила звука достигнет 180 дБ — другими словами, 100 .
Наверное, полезная была бы штука для велосипедистов с аккумуляторным питанием при проезде через «собакоопасные» районы 🙂 Конечно, это шутка, ведь вот как в литературе характеризуют эту мощность: «В узлах стоячих волн, созданных с помощью этой сирены, могут неподвижно висеть в воздухе стеклянные шарики диаметром в 2 см и количеством до семи штук, а если внести туда клочок ваты, то он загорается в течение шести секунд!».
▍ Излучатель Гольцмана
Как было уже сказано выше, на примере струн, можно генерировать ультразвук и с помощью возбуждения колебаний в разнообразных стержнях, металлических или стеклянных. При этом, если такой стержень будет укреплён посередине своей длины, то частота колебаний такого стержня может быть вычислена по следующей формуле:
E — модуль упругости, ,
p — плотность материала, из которого сделан стержень, .
Оригинальная конструкция генерации колебаний в стержнях была предложена учёным Гольцманом:
Картинка: Л. Бергман – «Ультразвук»
Конструкция служит для возбуждения одного из концов стержня, при этом свободный конец стержня колеблется и излучает ультразвук. В качестве такого стержня S выступает стеклянная трубка диаметром 6-8 мм, один конец которой заканчивается стеклянным шаром.
По другому концу трубки непрерывно трутся О-образные кожаные ремни, покрытые с наружной стороны шёлком, в процессе вращения прокатывающиеся по большим шкивам и четырём маленьким роликам.
Подобная конструкция приводит к возбуждению весьма интенсивных колебаний — например, зафиксирован опыт с трубкой, имеющей длину в 7,5 см, позволяющей получать ультразвук с частотой в районе 33 кГц, где выходная мощность примерно в 100-150 превосходила описанный выше свисток Гальтона.
▍ Электродинамические, электростатические излучатели
Для излучения ультразвука с помощью преобразования электрической энергии используются особой конструкции преобразователи, так как обычные звуковые излучатели, применяемые в быту, имеют слишком низкую резонансную частоту.
В редких случаях, где удаётся повысить эту частоту, например, в ленточных излучателях, подобный подход оборачивается снижением КПД преобразования. К примеру, в истории известны подобные ленточные излучатели, работавшие на частоте до 200 кГц, тем не менее акустическая мощность подобного излучателя оставляла желать лучшего и составляла порядка 0,02 Вт.
В целом можно сказать, что принцип действия таких излучателей базируется на возбуждении колебаний подвижной системы, которая приводится в действие с помощью электромагнита, питаемого переменным током. Однако здесь наблюдаются проблемы с мощностью: чем выше частота, тем ниже выходная мощность.
Они могут быть изготовлены как с удвоением частоты, так и без неё:
- в случае без удвоения частоты, переменное магнитное поле взаимодействует с постоянным магнитным полем элемента конструкции;
- в случае же когда используется удвоение частоты, постоянное магнитное поле не применяется и сила притягивания электромагнита имеет максимальное значение во время каждой полуволны, то есть удваивается частота работы, по сравнению с частотой питающего тока.
Например, известен излучатель особой конструкции, так называемый «излучатель Пинча» (аналогом его являлся советский излучатель ЭД-М), который представлен четырьмя магнитами подковообразной формы, внутрь которых вставлена катушка, а сверху в зазор магнитов вставляется цилиндр из проводящего материала, закрытый мембраной:
Картинка: Д. А. Гершгал, В. М. Фридман – «Ультразвуковая аппаратура»
Или, например, электродинамический излучатель типа ЭД-С:
Картинка: Д. А. Гершгал, В. М. Фридман – «Ультразвуковая аппаратура»
В нём в качестве излучающего элемента используется резонирующий стержень из дюралюминия 1, установленный в пазу 4. Стержень содержит выступающий из него кольцеобразный выступ 2, составляющий с ним единое целое и использующийся для крепления с пазом. Стержень зажат между резиновыми прокладками 3-5 и в нижней своей части содержит управляющее кольцо 6, которое входит в радиальный зазор электромагнита. Для возбуждения используется катушка, намотанная на центральный полюс электромагнита 8, которая служит первичной обмоткой трансформатора, в качестве же вторичной обмотки выступает управляющее кольцо.
▍ Магнитострикционные излучатели
В подобных излучателях используется известный эффект, суть которого заключается в том, что если стержень или трубку из ферромагнитного материала разместить в магнитное поле, направленное вдоль него, то длина этого стержня изменится (увеличится/уменьшится) в зависимости от того, из какого материала он изготовлен, как был обработан, был ли предварительно намагничен, а также от температуры: чем выше температура — тем меньше эффект, и при достижении точки Кюри он полностью пропадает. Такие изменения длины достаточно малы и составляют приблизительно .
С точки зрения конструктива, используется три основных типа излучателей: в виде стержней, в виде плоских пакетов, кольцевые. Для увеличения мощности подобные устройства могут с одной стороны погружать в охлаждающую жидкость или наклеивать на один из концов пористую резину (это приводит к увеличению амплитуды колебаний и, соответственно, полезной излучаемой мощности).
В качестве материалов для изготовления такого типа излучателей используются сплавы алюминия, чистый никель, железо с алюминием, железо с никелем, железо с кобальтом и ряд других.
В таблице ниже показаны основные материалы для изготовления подобного типа излучателей:
Картинка: Д. А. Гершгал, В. М. Фридман – «Ультразвуковая технологическая аппаратура»
В качестве магнитострикционных материалов могут применяться и ферриты:
Картинка: Д. А. Гершгал, В. М. Фридман – «Ультразвуковая технологическая аппаратура»
Ниже показаны кривые эффекта магнитострикции для стержней из никель-цинковых ферритов и никеля:
Картинка: Д. А. Гершгал, В. М. Фридман – «Ультразвуковая технологическая аппаратура»
КПД излучателей из ферритов достигает 60-80%. Кроме того, их позитивной стороной является существенная устойчивость против коррозии, а также меньшая, чем у металлов, зависимость частоты от температуры: например, для некоторых ферритов точка Кюри находится выше 500°С, что даёт возможность использовать их при высоких температурах.
▍ Пьезоэлектрические излучатели
Ключевым в таких излучателях является компонент, обладающий пьезоэлектрическими свойствами, то есть способный изменять свои размеры под влиянием электрического поля, которое приложено к нанесённым на него электродам.
Чтобы приложить к пьезоэлектрической пластине переменное напряжение высокой частоты, её размещают между двумя металлическими обкладками (фольга, алюминий, серебро, хром). Кроме механической защиты поверхности кристалла, эти обкладки служат также для равномерного распределения заряда по поверхности. Обычно такого типа излучатели работают в диапазоне 3-6 МГц.
Завершая этот рассказ, хочется сказать, что тема ультразвука является очень интересной и весьма объёмной, а ультразвук находит своё применение во множестве сфер: медицине, производстве, звуковом зондировании и т. д.
Встречаются и весьма оригинальные применения: приходилось читать об использовании массива ультразвуковых излучателей с компьютерным управлением, которые за счёт резонанса могут создавать источник слышимого звука, «зависший в пространстве и идущий из ниоткуда».
Мало того, за счёт компьютерного управления этим массивом излучателей точка излучения звука может перемещаться по пространству (хорошая, наверное, штука для нерадивых соседей, чтобы сводить их с ума 🙂 )
Современные методы генерации ультразвука позволяют как генерировать, так и детектировать ультразвуковые колебания, частота которых может достигать Гц и более.
При таких высоких частотах длина волны ультразвукового излучения становится сравнимой с межмолекулярными расстояниями, но даже и при более низких частотах распространение ультразвуковых волн является чувствительным к строению вещества как на молекулярном, так и на атомном и даже электронном уровне.
Благодаря этому ультразвук находит широкое распространение в изучении структуры вещества, а также протекающих в нём процессов.
Так как применений ультразвука довольно большое количество, в следующий раз мы поговорим об этом более подробно.
Список использованных источников
- Б. А. Агранат и др. — «Ультразвуковая технология»
- Л. Бергман — «Ультразвук»
- Д. А. Гершгал, В. М. Фридман — «Ультразвуковая аппаратура»
- Д. А. Гершгал, В. М. Фридман — «Ультразвуковая технологическая аппаратура»
- В. А. Шутилов — «Основы физики ультразвука»
Верхний предел частоты ультразвука определяется межмолекулярными расстояниями в веществе
25. Различие в уровнях интенсивностей звука, равное 10 дБ, означает, что отношение их интенсивностей равно:
26. Различие в уровнях интенсивностей звука, равное 20 дБ, означает, что отношение их интенсивностей равно:
27. Звук представляет собой
а) электромагнитные волны с частотой от 16 до 20000 Гц
б) механические волны с частотой более 20 кГц
в) механические волны с частотой от 16 до 20000 Гц
г) электромагнитные волны с частотой более 20 кГц
28. Укажите характеристики слухового ощущения: а) громкость; б) высота; в) частота; г) интенсивность; д) тембр; е) гармонический спектр. Выберите правильную комбинацию ответов
29. Аудиограмма представляет собой график зависимости
а) громкости от уровня интенсивности
б) уровня интенсивности на пороге слышимости от частоты
в) интенсивности звука от частоты
г) громкости звука от длины волны
30. Аудиометрия заключается в определении
а) наименьшей интенсивности звука, воспринимаемого человеком
б) наименьшей частоты звука, воспринимаемого человеком
в) порога слухового ощущения на разных частотах
г) порога болевого ощущения на разных частотах
д) наибольшей частоты звука, воспринимаемого человеком
31. Части звукопроводящей системы уха: а) барабанная перепонка; б) улитка; в) ушная раковина; г) кортиев орган; д) слуховой проход; е) слуховые косточки; ж) слуховой нерв. Выберите правильную комбинацию ответов
32. Укажите части звуковоспринимающей системы уха: а) барабанная перепонка; б) улитка; в) ушная раковина; г) кортиев орган; д) слуховой проход; е) слуховые косточки; ж) слуховой нерв. Выберите правильную комбинацию ответов
33. Ультразвуком называются
а) электромагнитные волны с частотой свыше 20 кГц
б) механические волны с частотой менее 16 Гц
в) электромагнитные волны с частотой менее 16 Гц
г) механические волны с частотой свыше 20 кГц
34. Поверхность тела при ультразвуковом исследовании (УЗИ) смазывают вазелиновым маслом для
а) уменьшения отражения ультразвука
б) увеличения отражения ультразвука
в) уменьшения поглощения ультразвука
г) увеличения теплопроводности
д) увеличения электропроводности
35. Определить длину волны ультразвука в воздухе при частоте 10 10 Гц. Принять скорость УЗ в воздухе 330 м/с.
1) 1,5 10 -10 м;
2) 3,3 10 -8 м;
3) 5,0 10 -3 м.
36. Возможные действия УЗ на вещество: а) химическое; б) электрическое; в) магнитное; г) тепловое; д) механическое; е) электромагнитное. Выберите правильную комбинацию ответов
37. Определить длину волны ультразвука в воде при частоте 10 13 Гц. Принять скорость УЗ в воде 1500 м/с.
1) 3,3 10 -8 м;
2) 1,5 10 -10 м;
3) 1,5 10 -7 м.
38. Установите соответствие между типом 1). Физические (объективные) характеристики звука. 2) Характеристики слухового ощущения (субъективные) и физической величиной:
а) Интенсивность.
г) Акустический спектр.
д) Высота тона.
е) Уровень громкости.
39. Установите соответствие между порогами восприятия 1). Слышимости; 2). Боли. и значениями интенсивности на частоте 1000 Гц для нормального слуха:
10 -12 Вт/м 2
10 -8 Вт/м 2
10 -9 Вт/м 2
40. Звук — это. . .
а) колебания с частотой от 16 Гц и выше;
б) механические колебания, распространяющиеся в упругих средах, воспринимаемые человеческим ухом;
в) колебания частиц в воздухе, распространяющихся в форме поперечной волны;
г) гармоническое колебание;
д) ангармоническое колебание.
41. Укажите полный интервал частот звуковых волн, воспринимаемых человеческим ухом:
а) 10-2200 Гц;
б) 18-500 Гц;
в) 400-20000 Гц;
г) 16-20000 Гц;
д) 5- 160 Гц.
42. Механические колебания с частотой менее 16 Гц, распространяющиеся в упругих средах, называют.
а) ультразвуком;
б) инфразвуком;
г) гиперзвуком.
43. Акустический спектр шума . . .
а) сплошной;
б) полосатый;
в) линейчатый;
г) периодический.
44. В норме интенсивность звука на пороге слышимости при частоте 1кГц равна.
а) 10 -12 Вт/м 2 ;
б) 2 .10 -5 Па;
в) 10 Вт/м 2 ;
д) 10 12 Вт/м 2 .
45. Интенсивность звука на пороге болевого ощущения при частоте 1кГц равна. . .
а) 10 -12 Вт/м 2 ;
б) 2 .10 -5 Па;
в) 10 Вт/м 2 ;
д) 10 12 Вт/м 2 .
46. Действие излучателей и приемников ультразвука основано на . . .
а) фотоэлектрическом эффекте;
б ) пьезоэлектрическом эффекте;
в) термоэлектронной эмиссии.
47. Громкость звука зависит . . .
а) только от частоты колебаний;
б) только от скорости распространения звука;
в) от характера волны;
г) только от уровня интенсивности;
д) от уровня интенсивности и частоты колебаний.
48. Высота тона, главным образом, определяется . . .
а) скоростью распространения волны;
б) амплитудой звукового давления;
в) частотой колебаний основного тона;
г) уровнем интенсивности;
д) частотой колебаний обертонов.
49. Тембр звука определяется . . .
а) звуковым давлением;
б) порогом слышимости;
в) акустическим спектром звука;
г) частотой основного тона.
50. Скорость распространения звука в воздухе равна.. . .
51. Громкость звука в Б определяется по формуле . . .
а) E=k lg(I0/I);
б) E=10k lg(I/I0);
в) E=20 lg(P/Po);
г) E=10 lg(P/Po);
д) E=10k lg(P/Po).
52. Установите соответствие: Механические волны с частотой 1) 100 Гц, 2) 15 Гц, в) 25 кГц относятся к области. . . .
1) инфразвука;
2) слышимого звука;
3) ультразвука.
53. Поставьте в соответствие характеристику звука а) громкость б) интенсивность в) звуковое давление г) частота звука и единицу измерения
54. Громкость звука на частоте 1кГц определяется.. . .
а) характером волны;
б) длиной звуковой волны;
в) скоростью распространения волны;
г) уровнем интенсивности.
55. Громкость звука в дБ определяется по формуле . . .
а) E=k lg(I0/I);
б) E=10k lg(I/I0);
в) E=20 lg(P/Po);
г) E=10 lg(P/Po);
д) E=10k lg(P/Po).
56. Укажите физические характеристики звука:
а) интенсивность;
б) громкость;
г) длина волны;
57. Укажите характеристики слухового ощущения:
а) громкость;
г) интенсивность;
58. Минимальная интенсивность воспринимаемого звука на частоте 1кГц равна . . . ,
1) 10 -10 Вт/м 2 ;
2) 10 -12 Вт/м 2 ;
3) 10 -1 Вт/м 2 ;
4) 2 .10 -5 Вт/м 2 ;
59. Акустический спектр представляет собой.. . .
а) набор частот с указанием их относительной интенсивности;
б) зависимость частот сложного тона от их интенсивности;.
в) зависимость основного тона от обертонов.
60. При распространении УЗ в жидкости в областях разрежения возникают силы, которые могут привести к .
1) разрыву в сплошной жидкости в данном месте и образованию пузырьков, заполненных парами этой жидкости;
2) уплотнению в сплошной жидкости в данном месте и образованию трещин, заполненных парами этой жидкости;
3) увеличению плотности в некоторых микрообластях жидкости.
61. Акустический спектр определяет. . . .
а) чувствительность уха;
б) тембр звука;
в) громкость звука;
г) высоту звука.
62. Основным фактором, определяющим высоту звука, является . . .
а) уровень интенсивности;
б) частота звука;
в) тембр звука.
63. В результате кавитации вещество в области образования пузырьков подвергается воздействиям, а именно . . .
1) происходит охлаждение за счет выделения энергии в окружающее пространство;
2) происходит его переход в другое агрегатное состояние;
3) выделяется значительная энергия, происходит разогрев жидкости, а также ионизация и диссоциация молекул.
64. На частоте 1кГц интенсивность звука, равная 1) 10 -10 Вт/м 2 ; 2) 10 -12 Вт/м 2 ; 3) 10 Вт/м 2 ; 4) 2 .10 -5 Вт/м 2 ; соответствует. . .
1. а) минимальной остроте слуха
2. б) порогу слышимости
3. в) порогу болевого ощущения
4. г) порогу наилучшего восприятия
65. Укажите единицу измерения интенсивности волны:
66. Укажите возможные действия УЗ на вещество:
а) химическое;
б) электрическое;
в) магнитное;
г) тепловое;
д) механическое;
е) электромагнитное.
67. Явление кавитации наблюдается при распространении ультразвука в . . .
а) жидкостях;
в) твердых телах;
г) костной ткани.
68. Коэффициентом пропускания называют величину, равную отношению интенсивностей:
а) падающей волны к отраженной;
б) прошедшей волны к падающей;
в) падающей волны к прошедшей;
г) отраженной волны к падающей;
д) прошедшей волны к отраженной.
69. Явление кавитации лежит в основе следующих медицинских методов, использующих УЗ:
а) УЗ – сканирование;
б) изготовление эмульсий и аэрозолей лекарственных препаратов;
в) доплеровская эхокардиография.
70. Укажите физический параметр, на измерении которого основан метод доплеровской эхокардиографии:
а) скорость УЗ в крови;
б) интенсивность отраженной волны;
в) отношение интенсивностей падающей и отраженной волн;
г) изменение частоты регистрируемого сигнала по сравнению с частотой излучателя;
д) изменение интенсивности регистрируемого сигнала по сравнению с интенсивностью излучаемого сигнала.
71. Выберете правильные высказывания:
1) Инфразвук хорошо поглощается средой.
2) Инфразвук снимает усталость, головную боль и сонливость.
3) Первичный механизм действия инфразвука на человека имеет резонансную природу.
72. Звук представляет собой:
a) механические волны с частотой менее 20 Гц
b) механические волны с частотами от 20 Гц до 20 кГц
c) механические волны с частотой более 20 кГц
d) электромагнитные волны с частотой от 20 Гц до 20 кГц
3. Порогом слышимости называется:
a) минимальная частота воспринимаемых звуков
b) максимальная частота воспринимаемых звуков
c) минимальная воспринимаемая интенсивность звуков
d) максимальная воспринимаемая интенсивность звуков
73. В медицине индивидуальное восприятие звука человеком принято характеризовать:
a) порогами слышимости и болевого ощущения
b) интенсивностью восприятия
c) громкостью звука
d) акустическим спектром
e) высотой и громкостью звука
74. К объективным характеристикам звука, воспринимаемым человеком, относятся:
a) громкость, частота, тембр
b) частота, интенсивность, акустический спектр
c) акустический спектр, акустическое давление, высота
75. К субъективным характеристикам звука относятся:
a) громкость, высота, тембр
b) частота, интенсивность, акустический спектр
c) акустический спектр, акустическое давление, высота
76. Аудиометрией называется:
a) один из методов диагностики органов слуха человека
b) один из методов терапии органов слуха человека
c) один из методов измерения скорости кровотока
d) один из методов элетрофизиотерапии
77. Порогом болевого ощущения называется:
a) максимальная частота воспринимаемых звуков
b) максимальная длина волны воспринимаемых звуков
c) максимальная воспринимаемая интенсивность звука
d) максимальная воспринимаемая высота звука
78. Порог слышимости зависит от частоты звука следующим образом:
a) его значение максимально на частотах 20 Гц и 20 кГц и минимально в области частот 1 – 3 кГц
b) его значение минимально на частотах 20 Гц и 20 кГц и максимально в области частот 1 – 3 кГц
c) значение порога слышимости не зависит от частоты
79. Какое субъективное ощущение почти полностью определяется значением силы звука при фиксированной частоте?
a) высота звука
b) громкость
d) субъективные ощущения не зависят от частоты и определяются только значением интенсивности
80. При изменении частоты простого тона, какие субъективные ощущения будут меняться, если сила звука остаётся постоянной?
a) только высота
b) только громкость
c) высота и громкость
81. Какая из характеристик механической волны не зависит от свойств среды?
b) скорость распространения
c) длина волны
82. Аудиометрия – это метод определения остроты слуха, основанный на:
a) измерении интенсивности звука на разных частотах
b) измерении громкости звука на разных частотах
c) измерении порога слышимости на разных частотах
d) анализе акустического спектра звука
83. Собственная частота механической колебательной системы зависит:
a) от частоты, действующей на колебательную систему вынуждающей силы
b) от свойств самой колебательной системы
c) от частоты вынуждающей силы и свойств колебательной системы
d) собственная частота колебательной системы определяется исключительно свойствами среды, в которой эта система находится
84. УЗИ – диагностика основывается на применении:
a) рентгеновского излучения
b) механических волн с частотой больше 20 кГц
c) гамма — излучения
d) звуковых волн с частотой меньше 20 кГц
85. Физической основой одного из методов УЗИ – диагностики в медицине, известного как метод ЭХО – ЛОКАЦИИ, является:
a) явление отражения ультразвукового излучения
b) явление дифракции электромагнитного излучения
c) явление поглощения рентгеновского излучения
d) пропускание оптического излучения биологическими тканями
86. Какое из применяемых в медицине излучений является наименее опасным для человека?
a) УЗ – излучение
b) гамма – излучение
c) рентгеновское излучение?
87. Какие из методов медицинской диагностики являются акустическими?
a) перкуссия, аускультация, фонокардиография
b) рентгеновская томография
c) флюорография
d) реография
88. Величина, обратная периоду колебаний, называется:
a) фазой колебаний
b) частотой колебаний
c) амплитудой колебаний
89. Какая из характеристик механической волны не меняется при переходе из одной среды в другую?
a) скорость распространения
b) длина волны
d) интенсивность?
90. Величина, которая в системе СИ измеряется в Гц, называется:
a) периодом колебаний
b) круговой частотой колебаний
c) частотой колебаний
d) амплитудой колебаний
91. Расстояние, которое проходит волна за время, равное периоду колебаний, называется:
a) фазой волны
b) длиной волны
c) амплитудой волны
d) спектром волны
92. Явление резонанса в колебательной системе может возникнуть если:
a) колебания собственные
b) колебания гармонические
c) колебания вынужденные
d) колебания сложные
e) колебания затухающие
93. Звуки различаются по тембру, если они имеют:
a) разную частоту
b) разную интенсивность
c) разные акустические спектры
94. Собственные колебания в реальной колебательной системе всегда являются:
a) затухающими
b) гармоническими
c) незатухающими
d) сложными
95. Гармоническими называют:
a) любые колебания
b) незатухающие колебания
c) колебания, совершающиеся по синусоидальному закону
d) вынужденные колебания
96. Акустическая величина, измеряемая в дБ:
a) акустический спектр
b) тембр звука
c) громкость звука
d) высота звука
97. При восприятии сложных тонов барабанные перепонки совершают:
a) собственные колебания
b) вынужденные колебания
c) гармонические колебания
98. Характеристика волны, измеряемая в Вт/м 2 :
a) мощность
b) интенсивность
c) объёмная плотность энергии
99. Область слышимости звуков человеком отображается в координатной системе:
a) громкость – высота
b) тембр – частота
c) интенсивность – частота
100. В механической колебательной системе механические колебания совершаются в результате действия:
a) силы тяготения
b) упругих или квазиупругих сил
c) сил электромагнитного взаимодействия
d) сил электростатического взаимодействия
101. Скорость течения вязкой жидкости максимальна:
А. вдоль оси трубы;
Б. в самом близком к трубе слое жидкости;
С. на равном удалении от оси трубы;
Д. на середине радиуса трубы.
102. Единицы вязкости в СИ:
B. Паскаль секунда;
D. Сантипуаз.
103. Градиент скорости – это:
D. F трения.
104.Градиент скорости – это величина, равная:
A. изменению скорости течения за 1 секунду;
B. изменению скорости, приходящемуся на единицу расстояния между слоями жидкости;
C. изменению скорости течения на единицу площади соприкасающихся слоев.
105.С ростом температуры вязкости жидкости:
A. увеличивается;
B. остается постоянной;
C. уменьшается;
D. у одних жидкостей уменьшается, а у других увеличивается
106.Переход ламинарного течения в турбулентное определяется:
A. формулой Пуазейля;
B. уравнением Ньютона;
C. числом Рейнольдса;
D. числом Авогадро.
107.Вязкость – это:
A. способность жидкости препятствовать ее сжатию;
B. мера легкости, с которой течет жидкость;
C. текучесть;
D. сила внутреннего трения между слоями жидкости.
108.Внутреннее трение является следствием переноса . . .
а) электрического заряда;
б) механического импульса;
г) количества теплоты;
д) электрического тока.
109.Силы внутреннего трения, возникающие при относительном движении смежных слоев жидкости, направлены . . .
а) перпендикулярно слоям вверх;
б) перпендикулярно слоям вниз;
в) под углом к поверхности слоев;
г) касательно поверхности слоев.
110. В широкой части горизонтальной трубы скорость воды составляет 20 см/с. Определить ее скорость в узкой части трубы, диаметр которой в 1,5 раза меньше:
111.Кровь является неньютоновской жидкостью, так как . . .
а) она течет по сосудам с большой скоростью;
б) ее течение является ламинарным;
в) она содержит склонные к агрегации форменные элементы;
г) ее течение является турбулентным;
д) она течет по сосудам с маленькой скоростью.
112.Характер течения жидкости по трубе определяется . . .
а) уравнением Ньютона;
б) числом Рейнольдса;
в) формулой Пуазейля;
113. Течение называется ламинарным, если . .
a) слои движущейся жидкости не перемешиваются
b) слои движущейся жидкости перемешиваются частично
c) вдоль потока происходит интенсивное вихреобразование
d) вдоль потока происходит перемешивание жидкости
e) слои движущейся жидкости полностью перемешиваются
Установите соответствие между относительным коэффициентом вязкости для 1) турбулентное течение; 2) ламинарное течение равен.
в жидкости образуются завихрения;
слои жидкости не перемешиваются;
115. На участке сужения трубы:
a) уменьшается линейная скорость течения жидкости
b) увеличивается линейная скорость течения жидкости
c) увеличивается объёмная скорость течения жидкости
d) уменьшается объёмная скорость течения жидкости
116. Измерение коэффициента вязкости жидкости методом капиллярного вискозиметра проводят при условии:
a) равенства масс эталонной и исследуемой жидкости
b) равенства объёмов эталонной и исследуемой жидкости
c) равенства объёмных скоростей эталонной и исследуемой жидкостей
d) равенства времени протекания эталонной и исследуемой жидкостей
117. Радиус аорты равен 1,0 см. Кровь движется в аорте со скоростью 30 см/с. Вычислить скорость тока крови в капиллярах, если известно, что суммарная площадь сечения их составляет 2000 см 2 . Учесть, что поток жидкости при течении через разные сечения для несжимаемой жидкости одинаков (SV = const).
2) 5 10 -4 м/с;
3) 5 10 4 м/с.
118. При атеросклерозе число Рейнольдса в некоторых сосудах становится равным 1160. Определить скорость, при которой возможен переход ламинарного течения крови в турбулентное в сосуде диаметром 2,5 мм. Плотность крови равна 1050 кг/м 3 , вязкость крови равна 5 10 -3 (Па с).
119. При инъекции возникает необходимость быстрого введения лекарственного вещества. В каком случае процедура пройдет быстрее: а) при увеличении давления в 2 раза; б) при увеличении диаметра иглы в 2 раза (длины игл одинаковы)?
1) в случае а;
2) в случае б;
3) изменений не будет.
120. В крупном сосуде одновременно происходят:
а) перемещение частиц крови;
б) распространяется пульсовая волна;
в) распространяется звуковая волна.
121. Произошло сужение одного из мелких сосудов разветвленной системы. Как изменятся объемная скорость кровотока?
а) не изменился в системе в целом
б) увеличится в поврежденном сосуде
в) останется прежней
г) уменьшится в данном сосуде
122. Произошло сужение одного из мелких сосудов разветвленной системы. Как изменятся гидравлическое сопротивление?
а) не изменился в системе в целом
б) увеличится в поврежденном сосуде
в) уменьшится данного сосуда
г) останется прежним
123. Вязкость крови и вязкость воды:
1.различаются качественно и различаются количественно;
2.не различаются качественно, но различаются количественно;
3.различаются качественно, но не различаются количественно.
124. Ньютоновская жидкость – это жидкость вязкость которой:
1.зависит от режима течения;
2.не подчиняется уравнению Ньютона;
3.не зависит от скорости сдвига;
4.не зависит от температуры.
125. Вязкость крови определяют:
1.лейкоциты;
2.тромбоциты;
3.эритроциты;
126. Если у человека поднимается температура до 41 0 С, то вязкость плазмы крови:
1.уменьшится;
2.увеличится;
3. не изменится;
4.увеличится в 2 раза.
127. При течении ньютоновской жидкости по цилиндрическим трубам профиль скорости:
1. параболический;
2. гиперболический;
3. уплощенный;
4. синусоидальный.
128.Потоки разных жидкостей будут тождественны, если равны:
1. диаметры сосудов;
2. длина сосудов;
3. скорости жидкостей;
4. числа Рейнольдса.
129. Основой фактор, обеспечивающий движение крови по сосудам:
1. эластичность стенок артерий;
2. наличие гидравлического сопротивления;
3. разность давлений, создаваемая работой сердца;
4. сокращение скелетных мышц;
5. сокращение гладкой мускулатуры.
130.Линейная скорость кровотока в кровеносной системе от аорты до капилляров:
1. увеличивается;
2. уменьшается;
3. становится равной нулю;
4. постоянна.
131. Вязкость крови в аорте человека в норме
б) 4 -5 мПа/с
в) 0,04-0,05 Па/с
г) 40-50 мПа/с
132. Кровь является неньютоновской жидкостью, так как
а) она течет по сосудам с большой скоростью
б) она содержит агрегаты из клеток, структура которых зависит от скорости движения крови
в) ее течение является ламинарным
г) ее течение является турбулентным
д) она течет по сосудам с маленькой скоростью
133. Уравнение неразрывности имеет вид . .
a) S1V1=S2V2
b) S 1 V 1 =S 2 V 2
c) mv 2 /2+gh=const
d) mv 2 /2+mgh=const
134. Жидкости, вязкость которых не зависит от режима их течения, называются:
a) неньютоновскими
b) ньютоновскими
c) идеальными
d) вязкость всех жидкостей зависит от режима их течения
135. Физической основой измерения диастолического артериального давления методом Короткова является:
a) уменьшение статического давления крови в плечевой артерии
b) переход от турбулентного течения крови к ламинарному
c) увеличение гидравлического сопротивления плечевой артерии
d) уменьшение гидравлического сопротивления плечевой артерии
136. Скорость течения крови максимальна:
a) в центре кровеносного сосуда
b) в областях, примыкающих к стенкам кровеносного сосуда
c) скорость течения крови в любой точке сечения кровеносного сосуда остаётся постоянной
137. Акустическими шумами сопровождается:
a) ламинарное течение крови
b) турбулентное течение крови
c) установившееся течение крови
138. Вязкостью жидкости называется её способность:
a) к текучести
b) образовывать капли на поверхности твёрдых тел
c) оказывать сопротивление взаимному смещению слоёв
d) смачивать стенки сосуда
139. По мере продвижения крови по кровеносной системе человека от аорты к полой вене, среднее значение полного давления в крови:
a) возрастает и становится больше атмосферного
b) становится больше атмосферного в полой вене
c) остаётся неизменным в любом участке кровеносной системы и соответствует атмосферному давлению
d) снижается и становится меньше атмосферного
140. Объём жидкости, протекающей по трубе за 1 с:
a) пропорционален разности давлений на концах трубы и обратно пропорционален её гидравлическому сопротивлению
b) пропорционален произведению разности давлений на концах трубы и её гидравлическому сопротивлению
c) пропорционален гидравлическому сопротивлению трубы и обратно пропорционален разности давлений на её концах
141. Трубопровод состоит из соединённых последовательно участков с разными гидравлическими сопротивлениями. Его полное гидравлическое сопротивление вычисляется как:
a) сумма гидравлических сопротивлений участков
b) 1/(сумма обратных величин гидравлических сопротивлений участков)
c) произведение гидравлических сопротивлений участков
d) частное гидравлических сопротивлений участков
142. Трубопровод состоит из соединённых параллельно участков с разными гидравлическими сопротивлениями. Его полное гидравлическое сопротивление вычисляется как:
a) сумма гидравлических сопротивлений участков
b) 1/(сумма обратных величин гидравлических сопротивлений участков)
c) произведение гидравлических сопротивлений участков
d) частное гидравлических сопротивлений участков
143. В доплеровском измерителе скорости кровотока применяется ультразвуковое излучение. Это связано с тем, что:
a) ультразвуковое излучение является коротковолновым
b) ультразвуковое излучение является длинноволновым
c) ультразвуковое излучение является ионизирующим излучением
d) скорость ультразвука в крови значительно больше скорости пульсовой волны
144. При ламинарном течении жидкости:
a) слои жидкости не перемешиваются, течение не сопровождается характерными акустическими шумами
b) слои жидкости не перемешиваются, течение сопровождается характерными акустическими шумами
c) слои жидкости перемешиваются, образуя завихрения; течение не сопровождается характерными акустическими шумами
d) слои жидкости перемешиваются, образуя завихрения; течение сопровождается характерными акустическими шумами
145. При турбулентном течении жидкости:
a) слои жидкости не перемешиваются, течение не сопровождается характерными акустическими шумами
b) слои жидкости не перемешиваются, течение сопровождается характерными акустическими шумами
c) слои жидкости перемешиваются, образуя завихрения; течение не сопровождается характерными акустическими шумами
d) слои жидкости перемешиваются, образуя завихрения; течение сопровождается характерными акустическими шумами
146. Для жидкости с плотностью ρ, текущей по трубе со скоростью υ выражение ρυ 2 /2, есть:
a) статическое давление
b) гидростатическое давление
c) гидродинамическое давление
d) полное давление
147. Возникновение шумов в потоке жидкости свидетельствует:
a) о ламинарном течении жидкости
b) о турбулентном течении жидкости
c) о стационарном течении жидкости
148. Сила F=6πηRυ (R – радиус сферического тела, движущегося в жидкости с коэффициентом вязкости η со скоростью υ) является основой:
а) метода капиллярного вискозиметра
b) метода Стокса
c) метода отрыва капель
149. Жидкости, коэффициент вязкости которых зависит от режима их течения, называются:
a) ньютоновскими
b) неньютоновскими
c) идеальными
d) таких жидкостей в природе не существует
150. Число Рейнольдса вычисляется для определения:
a) вязкости жидкости
b) режима течения жидкости
c) динамического давления в жидкости
151. С увеличением температуры вязкость жидкости:
a) уменьшается только у Ньютоновских жидкостей
b) уменьшается только у Неньютоновских жидкостей
c) уменьшается у любых жидкостей
152. Градиент скорости в формуле Ньютона F=ηSΔυ/Δz характеризует:
a) изменение скорости течения жидкости во времени
b) изменение скорости течения жидкости по направлению вдоль трубы
c) изменение скорости течения жидкости по направлению, перпендикулярному потоку жидкости
153. Произведение ρgh (ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — высота столба жидкости) является выражением:
a) гидродинамического давления
b) гидростатического давления
c) статического давления
d) полного давления в жидкости
154. Объёмная скорость течения крови в сосуде равна:
a) линейной скорости течения крови
b) произведению линейной скорости на площадь сечения сосуда
c) отношению линейной скорости к площади сечения сосуда
d) произведению линейной скорости на коэффициент вязкости крови
155. Методом Стокса измеряют:
a) коэффициент поверхностного натяжения жидкостей
b) коэффициент вязкости жидкостей
c) плотность жидкостей
d) смачивающую способность жидкостей
156. С увеличением скорости движения тела в жидкости сила сопротивления:
a) уменьшается
b) возрастает
c) не меняется
157. Деформацией называется. . . .
а) изменение взаимного положения тел;
б) изменение взаимного расположения точек тела, которое приводит к изменению его формы и размеров, под действием внешних факторов;
в) изменение формы тела при изменении механической силы.
158. При исследовании механических свойств сосудистой системы обычно рассматривают деформацию сосуда как . . .
1) результат действия давления изнутри сосуда на упругий цилиндр;
2) результат действия давления, возникающего в эластичном резервуаре;
3) относительное изменение просвета сосуда при постоянной силе давления.
160. Определите, во сколько раз относительное удлинение эластина больше, чем коллагена, при одинаковом напряжении в них, если модуль упругости коллагена 100 МПа, а модуль упругости эластина 1МПа.
161. В состав всех видов тканей (кожа, кость, мышцы, сосуды) входит:
б) коллаген
в) гидроксилапатит;
г) гладкие мышечные волокна
162. Укажите единицу интенсивности волны:
163. Укажите правильные высказывания:
1) При удалении источника звука от наблюдателя частота звука увеличивается.
2) При приближении наблюдателя к источнику частота звука увеличивается.
3) При относительном движении наблюдателя и источника длина волны звука не изменяется.
164. Уравнение волны имеет вид: x = A sin [ω (t — y/v)] , где 1) x, 2) A, 3) ω, 4) y, 5) v
2. амплитуда колебания;
1. смещение колеблющейся частицы среды;
4. расстояние до начальной точки отсчёта;
3. циклическая частота волны;
5. скорость распространения волны.
165. Эффект Доплера используется в медицине, в частности, для . . .
1) определения характера движения клапанов сердца;
2) измерения ударного объема крови;
3)подсчета количества эритроцитов;
4)определения скорости кровотока.
166. Определите длину волны, если период колебаний источника 2 мс, а скорость распространения волны 340 м/с.
167. Чему равна длина волны, если частота равна 200 Гц, а скорость распространения волны 400 м/с?
168. Эффект Доплера заключается в
1) увеличении частоты волн;
2) уменьшении частоты волн;
3) изменении частоты волн;
169. Деформацией называется. . . .
а) изменение взаимного положения тел;
б) изменение взаимного расположения точек тела, которое приводит к изменению его формы и размеров, под действием внешних факторов;
в) изменение формы тела при изменении механической силы.
170. При деформации растяжения внешняя сила направлена.. . .
а) вдоль оси деформируемого тела;
б) по касательной к поверхности тела;
в) перпендикулярно оси тела.
171. При деформации сдвига внешняя сила направлена . . .
а) вдоль оси деформируемого тела;
б) по касательной к поверхности тела;
в) перпендикулярно оси тела.
172. Мерой деформации растяжения является. . .
а) относительное удлинение;
б) напряжение;
в) модуль Юнга;
г) сила упругости.
173. Упругой называется деформация, которая . . .
а) полностью сохраняется после прекращения действия силы;
б) частично остается после прекращения действия силы;
в) частично исчезает после прекращения действия силы;
г) полностью исчезает после прекращения действия силы.
174. Укажите формулу закона Гука :
б) F = k l/l0;
в) F = 6πηRυ
175. Укажите правильные высказывания
1) Скорость распространения пульсовой волны значительно меньше скорости кровотока
2) Скорость распространения пульсовой волны значительно больше скорости кровотока.
3) Пульсовая волна распространяется со скоростью 5-10 м/с.
176. При определении вязкости методом Стокса движение шарика в жидкости должно быть
а) равноускоренным;
б) свободным падением;
в) равномерным;
г) равнозамедленным.
177. Укажите силы, действующие на шарик, падающий в вязкой жидкости:
б) сила сопротивления;
г) сила упругости;
д) выталкивающая сила.
178. На шарик, движущийся в вязкой жидкости, действует сила сопротивления, которая определяется законом Стокса:
а) Fтр=ηSΔυ/Δz
б) Fтр=ηSΔυΔz
в) Fтр=6πηRυ
179. Капиллярный метод определения вязкости основан на . . .
а) законе Стокса;
б) уравнении Ньютона;
в) формуле Пуазейля
180. Характер течения жидкости по трубе определяется . . .
а) уравнением Ньютона;
б) числом Рейнольдса;
в) формулой Пуазейля;
г) законом Стокса.
181. Укажите правильные высказывания
1) Градиентом скорости называется изменение скорости, отнесенное к длине в направлении, параллельном скорости.
2) При нагревании вязкость жидкостей увеличивается.
3) Градиентом скорости называется изменение скорости, отнесенное к длине в направлении, перпендикулярном скорости.
182. Укажите правильные высказывания
1) При ламинарном течении жидкости число Рейнольдса меньше критического.
2) Вязкость ньютоновских жидкостей не зависит от градиента скорости.
3) Капиллярный метод определения вязкости основан на законе Стокса.
4) При повышении температуры жидкости ее вязкость не изменяется.
183. Укажите правильные высказывания
1) При определении вязкости жидкости методом Стокса движение шарика в жидкости должно быть равномерным.
2) Гидравлическое сопротивление тем больше, чем меньше вязкость жидкости, длина трубы и больше площадь ее поперечного сечения.
3) Если число Рейнольдса меньше критического, то движение жидкости турбулентное, если больше, то ламинарное.
184. Укажите правильные высказывания
1) Закон Стокса получен в предположении, что стенки сосуда не влияют на движение шарика в жидкости.
2) При нагревании вязкость жидкости уменьшается.
3) При течении реальной жидкости отдельные слои ее воздействуют друг на друга с силами, перпендикулярными слоям.
4) При заданных внешних условиях через горизонтальную трубу постоянного сечения протекает тем больше жидкости, чем больше ее вязкость.
185. Использование УЗ в медицинском методе 1. дробление камней, 2. доплеровская кардиография, 3. изготовление лекарственных эмульсий основано на . . .
4. а) явлении кавитации;
1. б) механическом действии УЗ;
3. в) отражении УЗ от клапанов и стенок сердца.
185. При распространении УЗ в жидкости в областях разряжения возникают силы, которые могут привести к .
1) разрыву в сплошной жидкости в данном месте и образованию пузырьков, заполненных парами этой жидкости;
2) уплотнению в сплошной жидкости в данном месте и образованию трещин, заполненных парами этой жидкости;
3) увеличению плотности в некоторых микрообластях жидкости.
186. При распространении УЗ в жидкости в областях разряжения возникают силы, которые могут привести к разрыву в сплошной жидкости в данном месте и образованию пузырьков, заполненных парами этой жидкости. Это явление называют
1) реверберацией;
2) кавитацией;
3) дифракцией.
187. При распространении УЗ в жидкости в областях разряжения возникают силы, которые могут привести к разрыву в сплошной жидкости в данном месте и образованию пузырьков, заполненных парами этой жидкости. Через небольшой промежуток времени . . .
1) эти уплотнения рассасываются
2) эти пузырьки захлопываются.
188. Методом Стокса измеряют:
a) коэффициент поверхностного натяжения жидкостей
b) коэффициент вязкости жидкостей
c) плотность жидкостей
d) смачивающую способность жидкостей
189. С увеличением скорости движения тела в жидкости сила сопротивления:
a) уменьшается
b) возрастает
с) не меняется
146. Для жидкости с плотностью ρ, текущей по трубе со скоростью υ выражение ρυ 2 /2, есть:
a) статическое давление
b) гидростатическое давление
c) гидродинамическое давление
d) полное давление
191. Сила F=6πηRυ (R – радиус сферического тела, движущегося в жидкости с коэффициентом вязкости η со скоростью υ) является основой:
а) метода капиллярного вискозиметра
b) метода Стокса
с) метода отрыва капель
192. Трубопровод состоит из соединённых последовательно участков с разными гидравлическими сопротивлениями. Его полное гидравлическое сопротивление вычисляется как:
a) сумма гидравлических сопротивлений участков
b) 1/(сумма обратных величин гидравлических сопротивлений участков)
c) произведение гидравлических сопротивлений участков
d) частное гидравлических сопротивлений участков
193. Трубопровод состоит из соединённых параллельно участков с разными гидравлическими сопротивлениями. Его полное гидравлическое сопротивление вычисляется как:
a) сумма гидравлических сопротивлений участков
b) сумма величин обратных гидравлических сопротивлений участков
c) произведение гидравлических сопротивлений участков
d) частное гидравлических сопротивлений участков
194. В доплеровском измерителе скорости кровотока применяется ультразвуковое излучение. Это связано с тем, что:
a) ультразвуковое излучение является коротковолновым
b) ультразвуковое излучение является длинноволновым
c) ультразвуковое излучение является ионизирующим излучением
d) скорость ультразвука в крови значительно больше скорости пульсовой волны
195. Сердце совершает сокращения с частотой 120 ударов в минуту. Чему равен период одного сердечного сокращения:
196. Вынужденные колебания осуществляются за счет . . .
а) первоначально запасенной кинетической энергии;
б) первоначально запасенной потенциальной энергии;
в) воздействия периодически изменяющейся внешней силы;
г) сложения внешних сил;
д) снижения сил трения в системе.
197. Периодом колебаний называется величина, равная . . .
а) числу колебаний, совершаемых в единицу времени;
б) времени, в течение которого амплитуда колебаний уменьшается в е раз;
в) времени, в течение которого совершается одно полное колебание;
г) числу колебаний, совершаемых за время Т.
198. Как изменится кинетическая энергия, если масса и скорость возрастут вдвое?
a) Увеличится в 8 раз
b) Увеличится в 4 раза
c) Увеличится в 2 раза
d) Увеличится в 16 раз
e) Увеличится в 6 раз
199. При резонансной частоте вынуждающей силы амплитуда колебаний системы . . .
1) равна амплитуде вынуждающей силы;
2) имеет максимальное значение;
3) имеет минимальное значение.
200. Автоколебательные системы включают в себя . . .
1) колеблющийся элемент и регулятор поступления энергии;
2) источник энергии и регулятор поступления энергии;
3) колеблющийся элемент и источник энергии;
4) колеблющийся элемент, источник энергии и регулятор поступления энергии от источника к колеблющемуся элементу.
201. Что такое волна?
а) любой процесс, более или менее точно повторяющийся через равные промежутки времени;
б) процесс распространения каких-либо колебаний в среде;
в) изменение смещения во времени по закону синуса или косинуса
202. Длина волны равна:
а) расстоянию от наблюдателя до фронта волны;
б) расстоянию между двумя максимумами;
в) расстоянию между двумя точками, фазы которых в один и тот же момент времени отличаются на 2 «пи» ;
г) произведению скорости на частоту;
д) скорости распространения волны, деленной на период.
203. Механические возмущения, распространяющиеся в пространстве и несущие энергию, называют . . .
б) колебанием
в) механической волной
204.Укажите механические волны:
а) ультразвук;
в) рентгеновское излучение;
г) ультрафиолетовое излучение;
205. Установите соответствия характеристик волны 1) длина волны, 2) период, 3) интенсивность, 4) частота и единиц измерения
206. Эффект Доплера используется в медицине, в частности, для . . .
1) определения скорости движения клапанов и стенок сердца;
2) измерения ударного объема крови;
3) подсчета количества эритроцитов;
207. Установите соответствия между характеристика колебания 1) круговая частота, 2) период, 3) частота, 4) логарифмический декремент затухания, 5) коэффициент затухания и единицами измерения:
д) безразмерная величина.
1. Действующим фактором в ультразвуке является:
а) постоянный ток
б) импульсный ток
в) механическая энергия
г) электромагнитное поле
д) электрическое поле.
2. Физической единицей измерения ультразвуковой энергии является:
3. Глубина распространения ультразвуковой энергии в основном зависит от следующих параметров:
а) частота и длина волны
б) интенсивность
в) плотность ткани
г) длительность воздействия
д) площадь озвучиваемой поверхности
4. Физическую сущность ультразвука составляют:
а) поток квантов
б) электромагнитные волны
в) ток высокой частоты
г) механические колебания
д) постоянный электрический ток
5. Устройством, используемым для проведения воздействия ультразвуком, является:
а) индуктор
б) электрод
в) рефлектор
г) излучатель
д) конденсаторные пластины
6. Понятие «непрямой пьезоэлектрический эффект» предусматривает следующее:
а) образование электрических зарядов на поверхности некоторых веществ при механической деформации
б) образование механической деформации некоторых веществ под действием электрического тока
в) распространение электромагнитных колебаний в среде
г) изменение ионной структуры тканей под действием тока
д) переход тела из твердого состояния в жидкое
7. Ультразвук обладает следующим действием:
а) повышает проницаемость тканевых структур;
б) повышает выброс свободных гормонов в кровь;
в) повышает образованием биологически активных веществ;
г) вызывает усиление противоплазматических микропотоков в клетках;
д) все перечисленное
8. Особенности импульсного режима ультразвука состоят в следующем:а) назначается в остром периоде заболевания; б) оказывает наилучший эффект при рубцово-спаечных процессах; в) рекомендуется использовать в педиатрии; г) оказывает седативное действие;
1) правильно а, б и в
2) правильно а, в и г
3) правильно б, в и г
9. При оформлении ультразвуковой процедуры указываются следующие параметры, кроме:
а) длительности (времени) воздействия;
б) интенсивности;
в) силы тока
д) количества процедур.
10. Поверхность тела при ультразвуковом исследовании (УЗИ) смазывают вазелиновым маслом для
а) уменьшения отражения ультразвука
б) увеличения отражения ультразвука
в) уменьшения поглощения ультразвука
г) увеличения теплопроводности
д) увеличения электропроводности
11. Систола включает следующие фазы (периоды):
A. Изометрическое сокращение
B. Изометрическое расслабление
C. Быстрое наполнение
D. Протосфигмический интервал
E. Протодиастолический интервал
F. Максимальное изгнание
G. Редуцированное изгнание
12. Диастола включает следующие фазы (периоды):
A. Изометрическое сокращение
B. Изометрическое расслабление
C. Быстрое наполнение
D. Протосфигмический интервал
E. Протодиастолический интервал
F. Максимальное изгнание
G. Редуцированное изгнание
13. Основной выброс крови происходит в фазу:
A. Изометрическое сокращение
B. Изометрическое расслабление
C. Быстрое наполнение
D. Протосфигмический интервал
E. Протодиастолический интервал
F. Максимальное изгнание
G. Редуцированное изгнание
14. Основной спад давления крови происходит на уровне:
A. Аорты и крупных артерий
B. Мелких артерий и артериол
C. Капилляров
D. Венул и вен
15. Напряжение сдвига крови – это:
A. Скорость тока крови
B. Сила давления на стенку сосуда
C. Сила, направленная параллельно стенке сосуда
16. Следствием закона Бернулли для кровеносных сосудов является следующее:
A. С увеличением скорости кровотока давление снижается
B. С увеличением скорости кровотока давление увеличивается
C. С увеличением скорости кровотока давление не изменяется
D. С увеличением давления крови скорость кровотока снижается
E. С увеличением давления крови скорость кровотока увеличивается
17. Кровь можно рассматривать как однородную жидкость:
A. В сосудах диаметром свыше 300 мкм
B. В сосудах диаметром от 15 до 300 мкм
C. В сосудах диаметром менее 15 мкм
18. Число Рейнольдса характеризует:
A. Давление, при котором течение крови становится турбулентным
B. Скорость кровотока, при которой течение крови становится турбулентным
C. Давление, при котором движение крови по сосудам прекращается
19. Жизненная емкость легких включает:
A. Резервный объем вдоха
B. Дыхательный объем
C. Резервный объем выдоха
D. Остаточный объем
20. Функциональная остаточная емкость включает:
A. Остаточный объем
B. Дыхательный объем
C. Резервный объем выдоха
21. Спирографический метод позволяет определить:
A. Жизненную емкость легких
B. Общую емкость легких
C. Остаточный объем
D. Дыхательный объем
22. Максимальная скорость выдоха отмечается:
A. В начальную фазу выдоха
B. В завершающую фазу выдоха
C. На всем протяжении выдоха
23. Должные значения параметров внешнего дыхания рассчитываются с учетом:
B. Массы тела
C. Температуры тела
D. Возраста
F. Диагноза
24. Зависимость скорости протекания жидкости от ее вязкости, разности давлений на концах трубы ее длины и радиуса определяется
1) формулой Ньютона
2) числом Рейнольдса
3) законом Пуазейля
25. Если коэффициент вязкости зависит от градиента скорости, то это жидкость
1) ньютоновская
2) неньютоновская
26. Жидкость называется ньютоновской, если ее коэффициент вязкости зависит от
1) свойств жидкости и температуры
2) свойств жидкости, температуры и градиента скорости
27. Наименьший коэффициент вязкости из перечисленных жидкостей имеет
28. Относительная вязкость крови при полицитомии
3) до 15 – 20
29. Если скорости частиц в каждом месте непрерывно и хаотически меняется, то движение называют
1) ламинарным
2) турбулентным
30. При турбулентном течении жидкости по трубе
1) слои текут, не перемешиваясь
2) по поперечному сечению создаются завихрения
31. Вязкость крови определяют при помощи вискозиметра
1) Оствальда
2) Гесса (ВК-4)
32. Кровь это
1)ньютоновская жидкость
2)неньютоновская жидкость.
33.Движение будет ламинарным,если
34.Движение будет турбулентным,если
35.Кинематическая вязкость определяется по формуле
3) Fтр=ηSdυ/dx
36. Коэффициент вязкости ньютоновской жидкости зависит от
1) свойств жидкости
2) температуры
3) режима течения
4) давления
37.Коэффициент вязкости неньютоновской жидкости зависит от
1) свойств жидкости
2) температуры
3) режима течения
4) давления
5) магнитного поля
38. К капиллярным вискозиметрам относятся
1)вискозиметр Стокса
2)вискозиметр Гесса
3)вискозиметр Оствальда
4)ротационный вискозиметр
39. Характер течения жидкости по трубе зависит от
1) состояния внутренней поверхности трубы
2) диаметра трубы
3) окраски внутренней поверхности трубы
4) от свойств жидкости
5) скорости ее движения
40. Количество жидкости, протекающей за единицу времени по трубе, зависит от
1)длины трубы
2)вязкости жидкости
3)радиуса трубы
4)разности давлений на концах трубы
5) вида течения жидкости
41. Коэффициент вязкости измеряется в
42. Если слои жидкости текут параллельно, не перемешиваясь, то такое течение называется _______.
1) ламинарным
2) турбулентным
43. Движение, сопровождающееся шумом, в каждом месте которого скорость хаотически меняется, называется ______.
1) ламинарным
2) турбулентным
3) стационарным
44. Жидкость, подчиняющиеся уравнению Fтр=Sdx/dv?, называется _____ .
1) ньютоновская
2) неньютоновская
3) идеальная
45. Формула Пуазейля справедлива для _____ течения.
2) турбулентного
3) ламинарного
46. Установите соответствие между. Названием уравнений и их математическими формулами 1) число Рейнольдса; 2) формула Ньютона; 3) формула Пуазейля
а) Fтр=ηSdv/dx
в) Q =πR 4 P/(8ηL)
47. Ультразвук это механические волны с частотой
1) ниже 16 Гц
2) от 16 до 20000 Гц
3) свыше 20000 Гц
48. Инфразвук это механические волны с частотой
1) ниже 16 Гц
2) от 16 до 20000 Гц
3) свыше 20000 Гц
49. Прямой пьезоэффект это
1) изменение линейных размеров пьезоэлектрика под действием переменного электрического поля
2) удлинение или укорочение ферромагнитного сердечника под действием магнитного поля
3) образование разности потенциалов при деформации пьезоэлектрика
50. Обратный пьезоэффект это
1) изменение линейных размеров пьезоэлектрика под действием переменного электрического поля
2) удлинение или укорочение ферромагнитного сердечника под действием магнитного поля
3) образование разности потенциалов при деформации пьезоэлектрика
51. Магнитострикция это
1) изменение линейных размеров пьезоэлектрика под действием переменного электрического поля
2) удлинение или укорочение ферромагнитного сердечника под действием магнитного поля
3) образование разности потенциалов при деформации пьезоэлектрика
52. Ультразвук низких частот можно получить методом
1) магнитострикции
2) обратного пьезоэлектрического эффекта
3) прямого пьезоэлектрического эффекта
53. Ультразвук высоких частот можно получит при помощи
1) магнитострикции
2) обратного пьезоэлектрического эффекта
3) прямого пьезоэлектрического эффекта
54. Скорость распространения ультразвука в среде зависит от
1) толщины слоя
2) плотности среды
3) времени распространения
55. Метод эхолокации основан на
1) поглощении ультразвука на границе раздела сред с разной акустической плотностью
2) отражении ультразвуковых волн на границе раздела сред с разной акустической плотностью
56. При помощи эхоэнцефалоскопа можно
1) измерить размеры сердца в динамике
2) определить размеры глазных сред
3) определить опухоли и отек головного мозга
57. Сваривание поврежденных или трансплантируемых тканей с помощью ультразвука называется
1) ультразвуковым остеосинтезом
2) ультразвуковой эхолокацией
3) ультразвуковой расходометрией
58.Скорость распространения ультразвука в воде 1500 м/с, расстояние между входным и отраженным импульсом на эхограмме = 20 мм, толщина образца = 50 мм. Тогда скорость ультразвука в веществе равна
59. Скорость распространения ультразвука в воде 1500 м/с, расстояние между входным и отраженным импульсом на эхограмме = 20 мм, толщина образца = 28 мм. Тогда скорость ультразвука в веществе равна
60. Скорость распространения ультразвука в воде 1500 м/с, расстояние между входным и отраженным импульсом на эхограмме = 40 мм, толщина образца = 32 мм. Тогда скорость ультразвука в веществе равна
61. Скорость распространения ультразвука в воде 1500 м/с, расстояние между входным и отраженным импульсом на эхограмме = 20 мм, толщина образца = 30 мм. Тогда скорость ультразвука в веществе равна
62. При прохождении ультразвука через вещество его интенсивность уменьшилась в e раз (μ = 0.01 ), тогда толщина слоя вещества 1− мм
63. При прохождении ультразвука через вещество его интенсивность уменьшилась в e раз (μ = 0.05 ), тогда толщина слоя вещества 1−мм
64.При прохождении ультразвука через вещество его интенсивность уменьшилась в e раз (μ = 0.02 ), тогда толщина слоя вещества 1- мм
65. Скорость распространения ультразвука в среде зависит от
1) толщины слоя
2) плотности среды
3) свойств среды
4) времени распространения
66. Ультразвук можно получить методом
1) магнитострикции
2) обратного пъезоэлектричекого эффекта
3) прямого пьезоэлектрического эффекта
67. Под действием ультразвука в биологических объектах могут наблюдаться
1) микровибрации на клеточном и субклеточном уровне
2) разрушения биомакромолекул
3) разрушения клеток и микроорганизмов
4) выделения тепла
5) электрический ток
68. Ультразвуковые методы диагностики позволяют определить
1) остроту слуха
2) скорость кровотока
3) глубину залегания и размеры опухолей
4) концентрацию окрашенных растворов
69. Ультразвуковые методы применяются в
1) физиотерапии
2) химиотерапии
3) хирургии
4) диагностике
5) фармакологии
70. Отражение и преломление ультразвука происходит по законам __ оптики
1) волновой
2) геометрической
71. Волновое сопротивление равно произведению ____ среды
1) скорости на плотность
2) скорости на давление
3) скорости на вязкость
72. Интенсивность ультразвуковой волны, прошедшей через вещество зависит от интенсивности, падающей волны, толщины слоя и ____ .
1) давления
2) скорости
3) коэффициента поглощения
73. Изменение линейных размеров пьезоэлектрика в переменном электрическом поле называется … пьезоэлектрическим эффектом.
2) обратным
74.Длина ультразвуковой волны ___ чем звуковой, поэтому ультразвук ___ фокусируется.
73. Установите соответствие между методами и объектами исследования а) скорость кровотока, б) опухоли и отек головного мозга, в) размеры сердца в динамике
3 1) эхоэнцефалография
1 2) ультразвуковая кардиография
2 3) ультразвуковая расходометрия
74. Человек услышит механические волны с частотой
3) 30000 Гц
75. Более высоким будет тон с частотой
76. Интенсивность звука измеряется в
77. Частота это
1) время, за которое совершается одно полное колебание
2) количество энергии переносимое волной в единицу времени
3) число колебаний в единицу времени
78. Уровень интенсивности звука измеряется в
79. При частоте 1 кГц порог слышимости уха человека равен
1) 0 м 2 Вт
2) 10 13 м 2 Вт
3) 10 -12 м 2 Вт
4) 10 м 2 Вт
80. При частоте 1 кГц порог болевого ощущения уха человека равен
1) 0 м 2 Вт
2) 10 13 м 2 Вт
3) 10 -12 м 2 Вт
4) 10 м 2 Вт
81. Громкость звука измеряется в
82. Закон Вебера – Фехнера
2) Ex=klgI/I0
3) Lx=lgI/Imin
83. К звуковым методам исследования в клинике относятся
1) аудиометрия
2) перкуссия
3) электрокардиография
4) аускультация
84. К субъективным характеристикам звука относятся
2) интенсивность
4) звуковое давление
5) громкость
85. Закон Вебера — Фехнера связывает уровень громкости с
1) уровнем интенсивности
2) частотой
4) давлением
86. Дополните ##### – метод определения остроты слуха
87. Дополните. Уровень громкости измеряется в #####.
88. Дополните. Высота звука зависит от #####.
89. Установите соответствие между понятием и определением 1) тон, 2) шум, 3) звуковой удар
а) звук со сложной, неповторяющейся временной зависимостью
б) звук с периодическим процессом колебаний частиц среды
в) кратковременное звуковое воздействие
90. Обратный пьезоэлектрический эффект используется в следующем виде воздействия:
а) электрическое поле ультравысокой частоты
б) ультразвук
в) ток надтональной частоты
г) электромагнитное поле сверхвысокой частоты
2. Термодинамика
1. Над телом совершена работа А внешними силами, и телу передано количество теплоты Q. Чему равно изменение внутренней энергии ΔU тела?
2. На надгробии Л.Больцмана написано: S = k log W. Что в этой формуле обозначает W?
1. Общее число микросостояний, реализующих данное макросостояние термодинамической системы.
2. Общее число макросостояний, реализующих данное микросостояние термодинамической системы.
3. W – суммарная кинетическая энергия частиц термодинамической системы.
4. W = mgh/kT
3. Какое из утверждений ниже неправильное?
1. Все допустимые микросостояния замкнутой системы равновероятны.
2. Энтропия изолированного тела остаётся постоянной.
3. Энтропия тела в равновесном состоянии максимальна.
4. Энтропия с точностью до постоянного множителя равна логарифму числа допустимых микроскопических состояний тела.
4. Изменится ли температура тела, если оно больше поглощает энергию излучения, чем испускает?
1. да, тело нагревается;
2. да, тело охлаждается;
3. не изменится.
5. Какие из приведенных ниже формулировок относятся ко второму началу термодинамики?
1. В процессах, происходящих в замкнутой системе, энтропия убывать не может.
3.Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу
2. Периодически действующий двигатель, который совершал бы большую работу, чем сообщенная ему извне энергия, невозможен
6. Как изменяется скорость испарения жидкости при повышении температуры?
1. Увеличивается
2. Уменьшается
3. Остается неизменной
4. Может увеличиваться, а может уменьшаться
5. Вначале увеличивается, а затем уменьшается
7. Какой закон является первым началом термодинамики?
1. Закон сохранения энергии
2. Закон сохранения импульса
3. Второй закон Ньютона
4. Закон взаимосвязи массы и энергии
5. Первый закон Ньютона
8. В каких единицах измеряется количество теплоты?
9. В каких из перечисленных веществ может происходить конвекция?
1. в твердых;
2. в жидких;
3. в газообразных;
4. в газообразных и жидких.
9. Каким способом можно изменить внутреннюю энергию тела?
1. только совершением работы;
2. только теплопередачей;
3. совершением работы и теплопередачи.
10. Каким способом осуществляется передача энергии от Солнца к Земле?
1. теплопроводностью;
2. излучением;
3. конвекцией;
11. Какой вид теплопередачи не сопровождается переносом вещества?
1. только конвекция;
2. только теплопроводность;
3. только излучение
12. Что называется тепловым движением?
1. упорядоченное движение большого числа молекул;
2. непрерывное беспорядочное движение большого числа молекул;
3. прямолинейное движение отдельной молекулы.
17. Какое из приведенных ниже вариантов является определением внутренней энергии?
1. энергия, которой обладает тело вследствие своего движения;
2. энергия, которая определяется положением взаимодействующего тел или частей одного и того же тела;
3. энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.
13. От каких физических величин зависит внутренняя энергия тела?
1. от массы и скорости тела;
2. от высоты над землёй и скорости;
3. от температуры и массы тела.
14. В каком состоянии вещества конвекция протекает быстрее (при одинаковых условиях)?
1. в жидком;
2. в твердом;
3. в газообразном.
15. Какое движение молекул и атомов в твердом состоянии называется тепловым?
1. беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с различными скоростями;
2. беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с одинаковыми скоростями при одинаковой температуре;
3. упорядоченное движение частиц со скоростью, пропорциональной температуре;
4. колебательное движение частиц в различных направлениях около определенных положений равновесия.
16. В каком, из перечисленных случаев энергия телу передается в основном теплопроводностью?
1. от нагретой Земли верхним слоем атмосферы;
2. человеку, греющемуся у костра;
3. от горячего утюга к разглаживаемому белью;
4. человеку, согревающемуся бегом.
17. Основу структуры биологических мембран составляют:
1. слой белков;
2. углеводы;
3. двойной слой фосфолипидов;
4. аминокислоты;
5. двойная спираль ДНК.
18. Для возникновения трансмембранной разности потенциалов необходимо и достаточно:
1. наличие избирательной проницаемости мембраны;
2. различие концентраций ионов по обе стороны от мембраны;
3. наличие избирательной проницаемости и различие концентраций ионов по обе стороны от мембраны;
4. появление автоволновых процессов;
5. повышенная проницаемость для ионов.
19. Активный транспорт ионов осуществляется за счет . . .
1. энергии гидролиза макроэргических связей АТФ;
2. процессов диффузии ионов через мембраны;
3. переноса ионов через мембрану с участием молекул – переносчиков;
4. латеральной диффузии молекул в мембране;
5. электродиффузии ионов.
20. Уравнение Нернста для потенциала покоя показывает, что . . .
1. потенциал покоя возникает в результате активного транспорта;
2. перенос ионов определяется неравномерностью их распределения (градиентом концентрации) и воздействием электрического поля (градиентом электрического потенциал);
3. главная роль в возникновении потенциала покоя принадлежит ионам калия;
4. мембраны обладают избирательной проницаемостью;
5. коэффициент проницаемости веществ через мембрану определяется их подвижностью.
21. При условии, что мембрана проницаема только для ионов калия, уравнение Гольдмана- Ходжкина-Катца трансформируется в уравнение . . .
1. Нернста для ионов калия;
2. Нернста для ионов натрия;
3. Фика для диффузии ионов калия.
22.Какое трансмембранное перераспределение ионов К⁺ и Na⁺ характерно для начального момента развития потенциала действия?
1. активное проникновение ионов К⁺ внутрь клетки;
2. активное проникновение ионов Na⁺ внутрь клетки;
3. активный выброс ионов К⁺ из клетки;
4. активный выброс ионов Na⁺ из клетки.
23.Какой знак имеет разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностями клеточных мембран в состоянии покоя?
1. положительный;
2. отрицательный;
3. разность потенциалов равна нулю.
24.Какие ионы вносят вклад в создание потенциала покоя клеточных мембран?
1. ионы Na⁺ и Cl — ;
3. ионы Сa 2+ , К⁺ и Cl — ;
4. ионы К⁺, Na⁺ и Cа 2+ .
25.Наличие в биологических мембранах емкостных свойств подтверждается тем, что:
1. сила тока опережает по фазе приложенное напряжение;
2. сила тока отстает по фазе от приложенного напряжения;
3. сила тока совпадает по фазе с приложенным напряжением.
26. Укажите правильные высказывания:
1) Диффузия заряженных частиц через мембрану подчиняется уравнению Фика.
2) Диффузия заряженных частиц через мембрану подчиняется уравнению Нернста ;
3) Диффузия незаряженных частиц через мембрану подчиняется уравнению Нернста.
27. Укажите правильные высказывания:
1) Коэффициент проницаемости мембраны для ионов калия выше, чем для ионов натрия или хлора, когда на мембране клетки генерируется потенциал покоя.
2) При возникновении потенциала действия коэффициент проницаемости мембраны для ионов натрия имеет самое высокое значение.
3) При возникновении потенциала действия коэффициент проницаемости мембраны для ионов хлора имеет самое высокое значение.
28. Укажите правильные высказывания:
1) Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Каца описывает возникновение только потенциала покоя, но не потенциала действия.
2) Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Каца описывает возникновение только потенциала действия, но не потенциала покоя.
3) Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Каца описывает возникновение трансмембранной разности потенциалов на мембранах как в случае генерации потенциалов покоя, так и потенциалов действия.
29. Пусть отношение концентраций ионов калия по разные стороны от мембраны равно 10 и мембрана избирательно проницаема для калия. Возникающая при этом трансмембранная разность потенциалов равна 60 мВ. Чему будет равна разность потенциалов, если заменить ионы калия ионами кальция в тех же концентрациях и сделать мембрану избирательно проницаемой для кальция?
6.6. Ультразвук и его применения в медицине
Верхним пределом ультразвуковых частот условно можно считать 10 9 —10 10 Гц. Этот предел определяется межмолекулярными расстояниями и поэтому зависит от агрегатного состояния вещества, в котором распространяется ультразвуковая волна.
Для генерирования УЗ используются устройства, называемые УЗ-излучателями. Наибольшее распространение получили электромеханические излучатели, основанные на явлении обратного пьезоэлектрического эффекта (см. § 12.7). Обратный пьезоэффект заключается в механической деформации тел под действием электрического поля. Основной частью такого излучателя (рис. 6.13, а) является пластина или стержень1из вещества с хорошо выраженными пьезоэлектрическими свойствами (кварц, сегнетова соль, керамический материал на основе титаната бария и др.). На поверхность пластины в виде проводящих слоев нанесены электроды2. Если к электродам приложить переменное электрическое напряжение от генератора 3, то пластина благодаря обратному пьезоэффекту начнет вибрировать, излучая механическую волну соответствующей частоты.
Наибольший эффект излучения механической волны возникает при выполнении условия резонанса (см. § 5.5). Так, для пластин толщиной 1 мм резонанс возникает для кварца на частоте 2,87 МГц, сегнетовой соли — 1,5 МГц и титаната бария — 2,75 МГц.
Приемник УЗ можно создать на основе пьезоэлектрического эффекта (прямой пьезоэффект). В этом случае под действием механической волны (УЗ-волны) возникает деформация кристалла (рис. 6.13, б), которая приводит при пьезоэффекте к генерации переменного электрического поля; соответствующее электрическое напряжение может быть измерено.
Применение УЗ в медицине связано с особенностями его распространения и характерными свойствами. Рассмотрим этот вопрос.
По физической природе УЗ, как и звук, является механической (упругой) волной. Однако длина волны УЗ существенно меньше длины звуковой волны. Так, например, в воде длины волн равны 1,4 м (1 кГц, звук), 1,4 мм (1 МГц, УЗ) и 1,4 мкм (1 ГГц, УЗ). Дифракция волн (см. § 19.5) существенно зависит от соотношения длины волны и размеров тел, на которых волна дифрагирует. Непрозрачное (для звука) тело размером 1 м не будет препятствием для звуковой волны с длиной 1,4 м, но станет преградой для УЗ-волны с длиной 1,4 мм: возникнет «УЗ-тень». Это позволяет в некоторых случаях не учитывать дифракцию УЗ-волн, рассматривая при преломлении и отражении эти волны как лучи (аналогично преломлению и отражению световых лучей).
Отражение УЗ на границе двух сред зависит от соотношения их волновых сопротивлений (см. § 6.4). Так, УЗ хорошо отражается на границах мышца — надкостница — кость, на поверхности полых органов и т. д. Поэтому можно определить расположение и размер неоднородных включений, полостей, внутренних органов и т. п. (УЗ-локация). При УЗ-локации используют как непрерывное, так и импульсное излучения. В первом случае исследуется стоячая волна, возникающая при интерференции падающей и отраженной волн от границы раздела. Во втором случае наблюдают отраженный импульс и измеряют время распространения ультразвука до исследуемого объекта и обратно. Зная скорость распространения ультразвука, определяют глубину залегания объекта.
Волновое сопротивление биологических сред в 3000 раз больше волнового сопротивления воздуха. Поэтому если УЗ-излучатель приложить к телу человека, то УЗ не проникнет внутрь, а будет отражаться из-за наличия тонкого слоя воздуха между излучателем и биологическим объектом (см. § 6.4). Чтобы исключить воздушный слой, поверхность УЗ-излучателя покрывают слоем масла.
Скорость распространения ультразвуковых волн и их поглощение существенно зависят от состояния среды; на этом основано использование ультразвука для изучения молекулярных свойств вещества. Исследования такого рода являются предметом молекулярной акустики.
Как видно из (5.56), интенсивность волны пропорциональна квадрату круговой частоты, поэтому можно получить УЗ значительной интенсивности даже при сравнительно небольшой амплитуде колебаний. Ускорение частиц, колеблющихся в УЗ-волне, также может быть большим [см. (5.14)], что говорит о наличии существенных сил, действующих на частицы в биологических тканях при облучении УЗ.
Сжатия и разрежения, создаваемые ультразвуком, приводят к образованию разрывов сплошности жидкости — кавитаций.
Кавитации существуют недолго и быстро захлопываются, при этом в небольших объемах выделяется значительная энергия, происходит разогревание вещества, а также ионизация и диссоциация молекул.
Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ, вызывают в биологических объектах следующие основные эффекты:
— микровибрации на клеточном и субклеточном уровне;
— перестройку и повреждение биологических мембран, изменение проницаемости мембран (см. гл. 11);
— разрушение клеток и микроорганизмов.
Медико-биологические приложения ультразвука можно в основном разделить на два направления: методы, диагностики и исследования и методы воздействия.
К первому направлению относятся локационные методы с использованием главным образом импульсного излучения. Этоэх-энцефалография — определение опухолей и отека головного мозга (на рис. 6.14 показан эхоэнцефалограф «Эхо-12»); ультразвуковая кардиография — измерение размеров сердца в динамике; в офтальмологии — ультразвуковая локация для определения размеров глазных сред. С помощью ультразвукового эффекта Доплера изучают характер движения сердечных клапанов и измеряют скорость кровотока. С диагностической целью по скоростиультразвука находят плотность сросшейся или поврежденной кости.
Ко второму направлению относится ультразвуковая физиотерапия. На рис. 6.15 показан используемый для этих целей аппарат УТП-ЗМ. Воздействие ультразвуком на пациента производят с помощью специальной излучательной головки аппарата
Обычно для терапевтических целей применяют ультразвук частотой 800 кГц, средняя его интенсивность около 1 Вт/см 2 и меньше.
Первичными механизмами ультразвуковой терапии являются механическое и тепловое действия на ткань.
При операциях ультразвук применяют как «ультразвуковой скальпель», способный рассекать и мягкие, и костные ткани.
Способность ультразвука дробить тела, помещенные в жидкость, и создавать эмульсии используется в фармацевтической промышленности при изготовлении лекарств. При лечении таких заболеваний, как туберкулез, бронхиальная астма, катар верхних дыхательных путей, применяют аэрозоли различных лекарственных веществ, полученные с помощью ультразвука.
В настоящее время разработан новый метод «сваривания» поврежденных или трансплантируемых костных тканей с помощью ультразвука (ультразвуковой остеосинтез).
Губительное воздействие ультразвука на микроорганизмы используется для стерилизации.
Интересно применение ультразвука для слепых. Благодаря ультразвуковой локации с помощью портативного прибора «Ориентир» можно обнаруживать предметы и определять их характер на расстоянии до 10 м.
Перечисленные примеры не исчерпывают всех медико-биологических применений ультразвука, перспектива расширения этих приложений поистине огромна. Так, можно ожидать, например, появления принципиально новых методов диагностики с внедрением в медицину ультразвуковой голографии (см. § 19.8).