Какова скорость движения передней стенки желудочка в сторону груди, если при использовании УЗИ-диагностики с частотой

Тема: Ультразвук и его скорость в тканях

Пояснение: Ультразвук – это звуковые волны с частотой, превышающей верхний предел слышимости человека (обычно более 20 кГц). В медицине ультразвук используется для диагностики и образования изображений внутренних органов. Различные ткани имеют разные скорости распространения ультразвука. В данной задаче нам известна скорость ультразвука в тканях - 1510 м/с.

Для решения задачи мы используем формулу для эффекта Доплера, связывающего изменение частоты волны с относительным движением источника волны и наблюдателя. При движении двух объектов друг относительно друга, изменение частоты сигнала, возраченного от одного объекта, может быть обусловлено Doppler effect. Формула для этого эффекта имеет следующий вид:

f` = f(v + vd) / (v + vs)

где:
f` - частота наблюдаемого сигнала
f - частота изначального сигнала
v - скорость распространения волн
vd - скорость движения источника сигнала
vs - скорость движения наблюдателя

В нашей задаче частотой наблюдаемого сигнала является 750,23 кГц, частота изначального сигнала - 750 кГц, скорость распространения ультразвука в тканях - 1510 м/с. Мы ищем скорость движения передней стенки желудочка в сторону груди. В данном случае источник сигнала находится неподвижно, то есть vd = 0. Поэтому мы можем преобразовать формулу для эффекта Доплера:

f` = f(v + vd) / (v + vs) =>
f / f` = (v + vd) / (v + vs) =>
1 = (v + 0) / (v + vs) =>
v + vs = v

Таким образом, скорость движения передней стенки желудочка в сторону груди равна скорости распространения ультразвука в тканях и составляет 1510 м/с.


Совет: Для понимания эффекта Доплера и его применения в задачах, рекомендуется изучить основы акустики и волны. Понимание взаимосвязи частоты волны, скорости источника и наблюдателя с изменением частоты наблюдаемого сигнала поможет разобраться в данной задаче.

Практика: Скорость звука в воде составляет 1482 м/с. Если при использовании ультразвуковой диагностики с частотой 3 МГц сигнал отраженный от объекта воспринимался на частоте 2,994 МГц, какова скорость движения этого объекта относительно источника ультразвука и наблюдателя? В ответе укажите значение скорости, округленное до десятых долей метра в секунду.