Physik für Mediziner, Zahnmediziner und Pharmazeuten SS

Präsentation zum Thema: "Physik für Mediziner, Zahnmediziner und Pharmazeuten SS"—  Präsentation transkript:

1 Physik für Mediziner, Zahnmediziner und Pharmazeuten SS2000 10
Physik für Mediziner, Zahnmediziner und Pharmazeuten SS Vorlesung Prof. Dr. Alois Putzer

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

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

4 Transversalwellen

5 Longitudinalwellen

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

7 Stehende Wellen Zwei Wellen gleicher Frequenz und Amplitude, die einander entgegen-laufen, bilden eine stehende Welle. Am einfachsten realisiert man eine stehende Welle durch Überlagerung einer ursprünglichen Welle mit einer reflektierten.

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

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

10 Schallwellen Schall benötigt Übertragungsmedien
Druck- und Dichteschwankungen breiten sich aus. Die subjektive Tonempfindung ist durch die Frequenz bestimmt. Schallbereiche Infraschall < 16 Hz Ultraschall >16 kHz Hörschall dazwischen

11 Schallgeschwindigkeit
Für Wellen gilt allgemein: Für Schallwellen (vor allem in deutsch-sprachigen Lehrbüchern ):

12 Messung von Wellenlänge und Schallgeschwindigkeit (Quincke)
Abstand der Maxima λ / 2

13 Schallerzeugung Periodische Schwingung (Stimmgabel, Saite)
Zerhackter Luftstrahl (Lochsirene) Blasinstrumente Stimmbänder

14 Schallgeschwindigkeit
v =λ f Schallgeschwindigkeit in festen Medien hängt von Elastizitätsmodul und Dichte ab Knochen m/s Fett m/s In Gasen hängt die Schallgeschwindigkeit von der Art des Gases und der Temperatur ab Luft m/s He m/s

15 Dopplereffekt Bewegen sich Schallsender und Empfän-ger aufeinander zu (voneinander weg), so ist die Frequenz, die der Empfänger hört, höher (tiefer) als die des Senders. Formeln s. Praktikumsanleitung Anwendungsbeispiele in der Medizin Bewegung von Organen (Organteilen imKörper) Strömungsgeschwindigkeit von Blut

16 Unbewegter Sender und unbeweg-ter Empfänger

17 Bewegter Sender

18 Bewegter Empfänger

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