Эффект Доплера в ультразвуковых исследованиях сердца
Определите скорость движения передней стенки желудочка в сторону груди при использовании волн с частотой 750
Определите скорость движения передней стенки желудочка в сторону груди при использовании волн с частотой 750 кГц и восприятии отраженного от сердца сигнала на частоте 750,21 кГц. В расчетах учтите, что скорость ультразвука в тканях составляет 1510 м/с, а эффект Доплера проявляется дважды. Запишите только число, округленное до сотых долей единицы и с размерностью м/с.
11.12.2023 04:11
Написать свой ответ:
Инструкция:
Для решения данной задачи нам понадобится использовать формулу для эффекта Доплера. Эффект Доплера описывает изменение частоты волны при движении источника волны и наблюдателя относительно друг друга.
Мы можем использовать следующую формулу для расчета изменения частоты:
f' = f * (v + u) / (v - u),
где f' - новая частота, f - исходная частота, v - скорость распространения волны, u - скорость наблюдателя или источника волны.
В нашем случае, исходная частота равна 750 кГц, скорость распространения ультразвука в тканях составляет 1510 м/с, и эффект Доплера проявляется дважды. Значит, мы должны учесть движение как источника волны, так и наблюдателя.
Для первого проявления эффекта Доплера (от сердца к передней стенке желудочка) скорость будет положительной, а для второго проявления (от передней стенки желудочка к сердцу) скорость будет отрицательной.
Теперь можем рассчитать скорость передней стенки желудочка в сторону груди при использовании волн с частотой 750 кГц и восприятии отраженного от сердца сигнала на частоте 750,21 кГц.
Подставим значения в формулу:
v = 1510 м/с,
f = 750 кГц,
f' = 750,21 кГц.
Для первого проявления эффекта Доплера:
f' = f * (v + u) / (v - u),
750,21 кГц = 750 кГц * (1510 м/с + u) / (1510 м/с - u).
Решим данное уравнение методом подстановки и найдем значение скорости передней стенки желудочка в первом случае.
Пример использования:
Задача: Определите скорость движения передней стенки желудочка в сторону груди при использовании волн с частотой 750 кГц и восприятии отраженного от сердца сигнала на частоте 750,21 кГц.
Совет: Для лучшего понимания эффекта Доплера и его применения, рекомендуется ознакомиться с теорией волновой оптики и изучить основные понятия об изменении частоты при движении источника и наблюдателя.
Упражнение: Найдите скорость передней стенки желудочка во втором случае, когда отраженный сигнал имеет частоту 749,79 кГц. Ответ округлите до сотых долей единицы и запишите с размерностью м/с.