Hang és ultrahang. Sugárzások. A hang/ultrahang mint hullám. A hang mechanikai hullám. Terjedéséhez közegre van szükség vákuumban nem terjed

Hasonló dokumentumok
Hang és ultrahang. Sugárzások. A hang/ultrahang mint hullám. A hang mechanikai hullám. Terjedéséhez közegre van szükség vákuumban nem terjed

Hang és ultrahang. Sugárzások. A hang/ultrahang mint hullám. A hang mechankai hullám. Terjedéséhez közegre van szükség vákuumban nem terjed

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

Ultrahang. A hang. A hanghullámot leíró függvény. Az ultrahang

1. A hang, mint akusztikus jel

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

vmax A részecskék mozgása Nyomás amplitúdó értelmezése (P) ULTRAHANG ULTRAHANG Dr. Bacsó Zsolt c = f λ Δt = x/c ω (=2π/T) x t d 2 kitérés sebesség

Audiometria 1. ábra 1. ábra 1. ábra 1. ábra 1. ábra

Mechanikai hullámok. Hullámhegyek és hullámvölgyek alakulnak ki.

Rezgések és hullámok

A hang mint mechanikai hullám

Hullámmozgás. Mechanikai hullámok A hang és jellemzői A fény hullámtermészete

11. Egy Y alakú gumikötél egyik ága 20 cm, másik ága 50 cm. A két ág végeit azonos, f = 4 Hz

Hullámok, hanghullámok

A hang fizikai tulajdonságai, ultrahang, Doppler-elv Dr. Goda Katalin 2019.

Kiegészítő anyag (videók)

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Diagnosztikai ultrahang

Hullámok tesztek. 3. Melyik állítás nem igaz a mechanikai hullámok körében?

Az ultrahang diagnosztika fizikai alapjai

Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele

Biofizika. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? A biológiában és orvostudományban alkalmazott fizikai módszerek tárgyalása

A NEM-IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK. Elektromágneses sugárzások és jellemzőik

Lehetővé teszi szűrőáramkörök tervezésekor az átviteli karakterisztika megvalósítását közelítő függvényekkel.

Hang és ultrahang. Az ultrahangos képalkotás, A-, B- és M-képek. Doppler-echo. Echo elv - képalkotás. cδt = d+d = 2d

Az ultrahang reflexiója. Az ultrahang orvosi alkalmazásainak alapjai. Visszaverődés. Terápa alapja az ultrahang elnyelődése

Kiegészítő anyag (videók)

Hangintenzitás, hangnyomás

Biofizika. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? A biológiában és orvostudományban alkalmazott fizikai módszerek tárgyalása

Hallás Bódis Emőke november 19.

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Értékelési útmutató az emelt szint írásbeli feladatsorhoz

A hang fizikai tulajdonságai, ultrahang, Doppler-elv

Az ultrahang, mint fizikai jelenség; előállítása, tulajdonságai, diagnosztikai alkalmazásának fizikai alapjai

ELEKTROMÁGNESES REZGÉSEK. a 11. B-nek

Szent István Egyetem Fizika és folyamatirányítási Tanszék FIZIKA. rezgések egydimenziós hullám hangok fizikája. Dr. Seres István

Jelgenerátorok ELEKTRONIKA_2

Hang ultrahang. Hang: mechanikai hullám (modell)

Ultrahangos anyagvizsgálati módszerek atomerőművekben

Az élő anyag rugalmas tulajdonságainak felhasználása diagnosztikában és terápiában: ultrahang - módszerek. Hang: mechanikai hullám

Periódikus mozgások Az olyan mozgást, amelyben a test ugyanazt a mozgásszakaszt folyamatosan ismételi, periodikus mozgásnak

Az elektromágneses hullámok

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

Csillapított rezgés. a fékező erő miatt a mozgás energiája (mechanikai energia) disszipálódik. kváziperiódikus mozgás

Anyagvizsgálati módszerek

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

Ultrahang és elektromos impulzusok alkalmazása

Elektronika Oszcillátorok

Az élő anyag rugalmas tulajdonságainak felhasználása diagnosztikában és terápiában: ultrahang - módszerek. Hang: mechanikai hullám

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

A hőmérsékleti sugárzás

Az ultrahang, mint fizikai jelenség; előállítása, tulajdonságai, diagnosztikai alkalmazásának fizikai alapjai. Hang: mechanikai hullám

GPGPU. Hangfeldolgozás és hangszintézis

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

Hang: mechanikai hullám (modell) Ultrahangos képalkotó módszerek. síp. térbeli és időbeli periodicitás. rugó. függvény

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Járműipari környezetérzékelés

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei. Konzultáció: minden hétfőn 15 órakor. 1. Fizikai történések

Az optika tudományterületei

Környezetvédelem műszaki alapjai. alapjai, akusztika

a) Valódi tekercs b) Kondenzátor c) Ohmos ellenállás d) RLC vegyes kapcsolása

Biofizika és orvostechnika alapjai

Á Ü É Ü Ú Ü É

Ó Ó ö ú ö ö ö ö ü ú ú ö ö ö ú ú ö ö ö ú ú ú ű ö ö ú ö ü ö ö ö ö ü ú Á ö ü Á ö ö ö ö ö ö

ú Ó ú ú ú ú ú ú ú É Á

Á Ö Ö Ö Ö ú ú Ö Ö Ó Ó ú ú Ü ú Ó Ö Ö Ü Ó Ö Ö Á Ó ú ú ú ű Ö Ö Ö Ö Á Ó Ö Ó ú ú Ö

ű Ú ű ű É Ú ű ű

ó ő ő ó ő ö ő ő ó ó ó ö ő ó ó ó ö ő ó ő ő ö Ö ő ö ó ő ö ő ő ú ö ö ü ö ó ö ö ö ő ö ö Ö ú ü ó ü ő ő ő ő ó ő ü ó ü ö ő ö ó ő ö ő ö ü ö ü ő ö ö ó ö ő ő ö

Á ó ó ó Ü Ü ó ó Ü ó ó ú ú ó ó Ü ó ó ó Ü ó ó

Á Á ő ő Ö ő ő ö É ö ő ö ő ő ö ő ő ö ő ő ü ö

Ó é é Ó Ó ő ű Ó Ö ü Ó é Ó ő Ó Á Ö é Ö Ó Ó é Ó Ó Ó Ó ú Ó Ó Ó Ó ű Ö Ó Ó Ó é Ó Ó ö Ö Ó Ö Ö Ó Ó Ó é ö Ö é é Ü Ó Ö Ó é Ó é ö Ó Ú Ó ő Ö Ó é é Ö ú Ó Ö ö ű ő

ö ö Á Á Ó Á ö ö ö ö ö ú ű ö ö Á Á ű ű ö ö ö ö ű

ü ü Ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü ü É ü ü

Ú ű É ű ű Ü Ü ű ű Ú É ű ű Ü ű ű ű ű ű ű ű Ú ű ű

Á Ó ű ű Á É ű ű ű ű Ú Ú

ű Ö ű Ú ű ű ű Á ű

ű ű ű Ú Ú Á ű Ö ű ű Ú Ő É

ú ö ö ö ö ö ö Á ö ö ö á á á ű Ü ű ö ö Á á Á

ű ő ő ő

ü ú ú ü ú ú ú ú

Á ű ó ó

É É Ö

ö ő ü ö ő ő ü ü ő ő ő ü ö ü ü ő ú ő ő ő ü ő ő ő ő ő ú ő ő ü ő ő ő ü ö ü ú ő ő ő ő ü ü ő ő ú

É Á Á Ö Á

Zaj,- rezgés és sugárzásvédelem NGB_KM015_ tanév tavasz 2. előadás. Bedő Anett egyetemi tanársegéd SZE, AHJK Környezetmérnöki tanszék

é ü ó ö é Ö é ü é é ó ö é ü ü é é ó ó ó é Á é é ü ó é ó ó é ö ö ö é é ü é ü é é ö ü ü é ó é é é é é é ö é é é é é é ö é ó ö ü é é é ü é é ó é ü ó ö é

ó Ó ú ó ó ó Á ó ó ó Á ó ó ó ó Á ó ú ó ó ó

Mechanika, dinamika. p = m = F t vagy. m t

Ó Ó ó ö ó

7.3. Plazmasugaras megmunkálások

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

Periódikus mozgások Az olyan mozgást, amelyben a test ugyanazt a mozgásszakaszt folyamatosan ismételi, periodikus mozgásnak

Zaj és rezgésvédelem tanév tavasz 2. előadás. Bedő Anett egyetemi tanársegéd SZE, AHJK Környezetmérnöki tanszék

OPT TIKA. Hullámoptika. Dr. Seres István

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

ZAJ ÉS REZGÉSVÉDELEM Rezgéstan és hangtan

Osztályozó vizsga anyagok. Fizika

1. Az ultrahangos diagnosztika fizikai alapjai

Átírás:

Sugárzások mechanikai Nem ionizáló sugárzások Ionizálo sugárzások elektromágneses elektromágneses részecske Hang és ultrahang IH hallható hang UH alfa sugárzás béta sugárzás rádió hullámok infravörös fény látható fény ultraibolya fény röntgen sugárzás gamma sugárzás A hang/ultrahang mint hullám Longitudinális vs. transzverzális hullám hullámhossz A hang mechanikai hullám Terjedéséhez közegre van szükség vákuumban nem terjed longitudinális hullám (gázokban és folyadékok belsejében csak ilyen) transzverzális hullám is kialakulhat szilárd testekben, folyadékok felszínén

A hullám leírása hangvilla S ű r ű s ö d é s Mechanikai hullám (model) A nyomás eriódikus változása A közeg részecskéinek sűrűsödése és ritkulása a terjedési irány mentén sűrűsödés rugó R i t k u l á s Térbeli és időbeli eriodicitás ritkulás kitérés crest hidrosztatikainyomás teljes hidrosztat + Δ nyomásváltozás, hangnyomás Δ( t, x) Δmax sin π amlitúdó t T fázis x λ trough A nyomás eriódikus változása alahang frekvenciája hangmagasság felhangok aránya (sektrum) nyomás / intenzitás* hangszín hangosság hangszín: felhangok aránya (sektrum) Tkv. IV.3. ábra. 3 (t) sin( ωt) + sin(ωt) + sin(3ωt) +... 3 (t) sin( ωt) + sin(ωt) + sin(3ωt) +. Periódikus jelekre Tkv. IV.3. ábra.

Mechanikai hullámok tartományai frekvencia és intenzitás alaján alahang frekvenciája hangmagasság felhangok aránya (sektrum) hangszín nyomás / intenzitás* * 0 hangosság hangszín: felhangok aránya (sektrum) db l0lg 0 0 - W/m 9 Tkv. IV.4. ábra. Tkv. IV.3. ábra. l0lg db 0 Mekkora intenzitású 300 Hz-es hangot hall meg az az ember, akinek a hallásvesztesége ezen a frekvencián 5 db? A normális hallásküszöb ezen a frekvencián 3*0 - W/m. 5 0lg db 0lg 3*0 0 0 0 - W/m 3*0,5 0 Azonos hangosságszintű görbék 9,5*0 [ ] 9 Wm

A hang/ultrahang terjedése A hang terjedési sebessége a rugalmas közeg szeree A hang/uh sebessége különféle közegekben c fλ ΔV κ V Δ [ Pa ] c ρκ κ a közeg komresszibilitása ρ a közeg sűrűsége Szilárd anyagokban nagyobb a terjedési sebesség, mint gázokban, mert ρ κ lágy szövet: 540 m/s (!) 4 vö. Tkv. II.4. táblázat A hang/ultrahang terjedése c Z ρκ Z v cρ v max max ρ κ Akusztikus imedancia (definició) acoustic imedance (useful form) ΔV / V κ Δ ( Z elelktromo s [ kg / m s] U ) I Az akusztikus imedancia Z v Z ρc v Mértékegység: [ kg / m s] mennyire áll ellen a részecske annak, hogy részecskéit rezgésbe hozzuk. max max ρ κ anyag akusztikus imedancia/ akusztikus ellenállás/ akusztikus keménység (definíció) ρ κ c Z [kg/m 3 ] [/GPa] [m/s] [kg/(m s)] levegő,3 7650 33 0,00043 0 6 víz, 0 C 998 0,45 49,49 0 6 aluminium 700 0,009 6400 7,8 0 6 kvarc 650 0,0 5736 5, 0 6 U Z el I

Példa: Egy 3 MHz-es, 50 mw/cm intenzitású hullám terjed vérben. Mekkora a nyomás, a rezgő részecskék maximális kitérése és sebessége ebben a hullámban? Z vér,66x0 6 kg/m s Megoldás: Intenzitás: Részecske sebessége: Kitérés: max Z Z 40.74kPa 3 40,74 0 Z,66 0 v 6 0,045m / s 4,5mm / s v 4,5 6 A,3 0 mm,3nm 6 ω Π 3 0 rel A hang/ultrahang terjedése Intenzitásgyengülés terjedés közben 00 80 60 40 0 0 D /μ f MHz-re 0 e D levegő ~ cm D víz ~ m μx X csillaítás (db) Δ Z eff α 0 lg 0 α 0 μ x lg e μ a diagnosztikai frekvencia tartományban arányos a frekvenciával fajlagos csillaítás α f x μ α/x μ a diagnosztikai (db/cm) frekvencia tartományban arányos a frekvenciával α db ~ f x cm MHz μ ~ f k, k ~ (?) logμ ~ k logf ha egyenest kaunk, akkor jó a hatványfüggvény közelítés fajlagos csillaítás lágy szövetre: α db ~ f x cm MHz f (MHz) k 3 k k szövet fajlagos csillaítás Máj 0,6 0,9 Vese 0,8,0 Zsír,0,0 Vér 0,7 0,4 csont 6 3

A hang/ultrahang terjedése Hang - ultrahang Hallható hangok frekvenciatartománya Törés sin α c sin β c * Snellius-Descartes macska szöcske 0 Hz 0 khz delfin Visszaverődés R R 0 Z Z R Z + Z * c ρκ denevér kutya Ultrahang: Infrahang: ember f > 0 khz f < 0 Hz Gyakorlatban: 0,8 5 MHz Piezoelektromos hatás Ultrahang előállítása Inverz iezoelektromos hatás Mechanikai deformáció (nyomás) hatására elektromos feszültség Piezoelektromos kristály tiikus szerkezet Az elektromos otenciál- különbség deformációt okoz

Ultrahang előállítása Inverz iezoelektromos hatás Oszcillátor LC-kör L eriodikus (szinuszos) elektromos jel eriodikus deformáció rezgés L : induktivitás [H] azaz [s Ω ] f π LC mechanikai rezgés L ~ A N P Af P out in Elektromos jelforrás: szinuszoszcillátor A A β Elektromos jelforrás: szinuszoszcillátor ozitív módon visszacsatolt erősítő A U, visszacsatolt βa U, erősítés végtelen szinuszoszcillátor bemenő jel: nincs, kimenet: szinuszos feszültség A A U β U n(db) ontozott iros nyíl: a szinuszoszcillátor frekvenciája n max n max -3 kihúzott fekete görbe: frekvencia karakterisztika visszacsatolás nélkül f π LC f a átviteli sáv f f f(log)

Piezoelektromos hatás Ultrahang detektálása Magnetostrikció Ultrahang előállítása Mechanikai deformáció (nyomás) hatására elektromos feszültség Ultrahang transzducer kettős funkciója: Adás elektromos jelből ultrahang (inverz iezoelektromos hatás) ferromágneses anyagok (l. Co) viselkedése mágneses térben. Vétel ultrahangból elektromos jel (iezoelektromos hatás Az ultrahang-fej feléítése földelt elektród Az UH imulzusok jellemzői transzducer: adó és vevő egyben időbeli szétválasztás folyamatos hullám helyett imulzusok imulzus ismétlődési idő: ms aktív elektród UH kibocsátás bőr imulzus ismétlődési frekvencia: 000/s khz nλ/ nλ/4 tomító egység iezoelektromos egység UH detektálás illesztő egység transzducer imulzusidőtartam: μs UH frekvenciája: -0 MHz UH terjedési sebessége (lágy szövetekben): 540 m/s Tkv. VIII.3. ábra

elalak Sektrum Fókuszálás szinuszos Vonalas sektrum ( vonal) négyszög Vonalas sektrum szinuszos sorozat Szinuszos sorozat (több sorozat) Aeriodikus Sávos sektrum US ulse Sávos sektrum Folytonos sektrum 33 Vö. Tkv. 500.o.. ábra Fókuszáláskor a nyaláb divergenciája nő a távoltérben és romlik a mélységélesség. Kacsolódó fejezetek: Damjanovich, Fidy, Szöllősi: Orvosi Biofizika II..4. VIII. 4..