Эффект доплера в медицине: Эффект Доплера — T&P

Медицинская физика – Эффект Доплера

« Предыдущий вопрос

Механические водны

Механические волны – это возмущения, распространяющиеся в пространстве и несущие энергию. Разл

Загрузка

СкачатьПолучить на телефон

например +79131234567

txt fb2 ePub html

на телефон придет ссылка на файл выбранного формата

Что это

Шпаргалки на телефон — незаменимая вещь при сдаче экзаменов, подготовке к контрольным работам и т.

д. Благодаря нашему сервису вы получаете возможность скачать на телефон шпаргалки по медицинской физике. Все шпаргалки представлены в популярных форматах fb2, txt, ePub , html, а также существует версия java шпаргалки в виде удобного приложения для мобильного телефона, которые можно скачать за символическую плату. Достаточно скачать шпаргалки по медицинской физике — и никакой экзамен вам не страшен!

Сообщество

Не нашли что искали?

Если вам нужен индивидуальный подбор или работа на заказа — воспользуйтесь этой формой.

Следующий вопрос »

Акустика

Акустика – область физики, исследующая упругие колебания и волны от самых низких частот до пре

Эффектом Доплера называется изменение частоты волн, регистрируемой приемником, которое происходит вследствие движения источника этих волн и приемника. Например, при приближении к неподвижному наблюдателю быстро двигающегося поезда тон звукового сигнала последнего выше, а при удалении поезда – ниже тона сигнала, подаваемого тем же поездом, когда он стоит на станции.

Представим себе, что наблюдатель приближается со скоростью ин к неподвижному относительно среды источнику волн. При этом он встречает за один и тот интервал времени больше волн, чем при отсутствии движения. Это означает, что воспринимается частота vy больше частоты волны, испускаемой источником. Но если длина волны, частота и скорость распространения волны связаны соотношением:

Эффект Доплера можно использовать для определения скорости движения тела в среде. Для медицины это имеет особое значение. Например, рассмотрим такой случай. Генератор ультразвука совмещен с приемником в виде некоторой технической системы.

Техническая система неподвижна относительно среды.

В среде со скоростью u₀ движется объект (тело). Генератор излучает ультразвук с частотой v₁

. Движущимся объектом воспринимается частота v₁, которая может быть найдена по формуле:

где v – скорость распространения механической волны (ультразвука).

В медицинских приложениях скорость ультразвука значительно больше скорости движения объекта

(u > u₀). Для этих случаев имеем:

Эффект Доплера используется для определения скорости кровотока, скорости движения клапанов и стенок сердца (доплеровская эхокардиография) и других органов; потока энергии волн. Волновой процесс связан с распространением энергии. Количественной характеристикой от энергии является поток энергии.

Поток энергии волн равен отношению энергии, переносимой волнами через некоторую поверхность, к времени, в течение которого эта энергия перенесена:

Единицей потока энергии волн является ватт (Вт).

Поток энергии волн, отнесенный к площади, ориентированной перпендикулярно направлению распространения волн, называют плотностью потока энергии волн, или интенсивностью волн.

Эффект Доплера

Эффект Доплера в астрономии

Замечали ли вы когда-нибудь, что звук сирены машины имеет различную высоту при её приближении или отдалении относительно вас?

Содержание:

• 1 Гудок поезда
• 2 Объяснение эффекта
• 3 Материалы по теме
• 4 Разноцветные звёзды
• 5 Концерт на рельсах
• 6 Красное смещение
• 7 Космологическое красное смещение
• 8 Близкие и далёкие галактики
• 9 Эффект Доплера в астрономии

Гудок поезда

Разность частоты гудка или сирены отдаляющегося и приближающегося поезда или машины являются, пожалуй, самым наглядным и распространённым примером эффекта Доплера. Теоретически открытый австрийским физиком Кристианом Доплером, этот эффект впоследствии сыграет ключевую роль в науке и технике.

Эффект Доплера

Для наблюдателя длина волны излучения будет иметь различное значение при различных скоростях источника относительно наблюдателя. При приближении источника длина волны будет уменьшаться, при отдалении – увеличиваться. Следовательно, с длинной волны меняется и частота. Поэтому частота гудка приближающегося поезда заметно выше частоты гудка при его отдалении. Собственно, в этом и заключается суть эффекта Доплера.

Эффект Доплера лежит в основе работы многих измерительных и исследовательских приборов. Сегодня его повсеместно применяют в медицине, авиации, космонавтики и даже быту. С помощью эффекта Доплера работает спутниковая навигация и дорожные радары, аппараты УЗИ и охранная сигнализация. Эффект Доплера получил широко применим в научных исследованиях. Пожалуй, наиболее он известен именно в астрономии.

Объяснение эффекта

Материалы по теме

Чтобы понять природу эффекта Доплера достаточно взглянуть на водную гладь. Круги на воде прекрасно демонстрируют все три составляющие любой волны. Представим, что какой-нибудь неподвижный поплавок создаёт круги. В таком случае период будет соответствовать времени, прошедшему между испусканием одного и последующего круга. Частота равняется количеству кругов, испущенных поплавком за определённый промежуток времени. Длина волны будет равна разности радиусов двух последовательно испущенных кругов (расстоянию между двумя соседними гребнями).

Представим, что к этому неподвижному поплавку приближается лодка. Так как она движется навстречу к гребням, к скорости распространения кругов прибавится скорость лодки. Поэтому относительно лодки скорость встречных гребней увеличится. Длина волны в тоже время уменьшится. Следовательно, время, которое пройдёт между ударами двух соседних кругов о борт лодки, уменьшиться. Другими словами, уменьшится период и, соответственно, увеличится частота. Точно также для удаляющейся лодки скорость гребней, которые теперь будут догонять её, уменьшиться, а длина волны увеличится. Что означает увеличение периода и уменьшения частоты.

Теперь представим, что поплавок расположен между двумя неподвижными лодками. Причём, рыбак на одной из них тянет поплавок к себе. Приобретая скорость относительно глади, поплавок продолжает испускать точно такие же круги. Однако центр каждого последующего круга будет смещён относительно центра предыдущего в сторону лодки, к которой приближается поплавок. Поэтому со стороны этой лодки расстояние между гребнями будет уменьшено. Получается, до лодки с рыбаком, что тянет поплавок, придут круги с уменьшенной длинной волны, а значит и с уменьшенным периодом и увеличенной частотой. Аналогичным образом до другого рыбака дойдут волны с увеличенной длиной, периодом и уменьшенной частотой.

Разноцветные звёзды

Спектры различных звезд

Такие закономерности изменения характеристик волн на водной глади в своё время заметил Кристиан Доплер. Он описал каждый такой случай математически и применил полученные данные к звуку и свету, которые также имеют волновую природу. Доплер предположил, что таким образом цвет звёзд напрямую зависит от того, с какой скоростью они приближаются или удаляются от нас. Эту гипотезу он изложил в статье, которую презентовал в 1842 году.

Заметим, что насчёт цвета звёзд Доплер заблуждался. Он полагал, что все звёзды излучают белый цвет, который впоследствии искажается из-за их скорости относительно наблюдателя. На самом деле эффект Доплера влияет не на цвет звёзд, а на картину их спектра. У отдаляющихся от нас звёзд все тёмные линии спектра будут увеличивать длину волны – смещаться в красную сторону. Этот эффект закрепился в науке под названием «красное смещение». У приближающихся звёзд напротив, линии стремятся к части спектра с более высокой частотой – фиолетовому цвету.

Такую особенность линий спектра, основываясь на формулах Доплера, теоретически предсказал в 1848 французский физик АрманФизо. Экспериментально это было подтверждено в 1868 году Уильямом Хаггинсом, который внёс большой вклад в спектральное исследование космоса. Уже в 20 веке эффект Доплера для линий в спектре получит название «красное смещение», к которому мы ещё вернёмся.

Концерт на рельсах

Эффект Доплера в опыте с поездом

В 1845 году голландский метеоролог Бёйс-Баллот, а затем и сам Доплер, провели серию экспериментов для проверки «звукового» эффекта Доплера. В обоих случаях они использовали, оговорённый ранее, эффект гудка приближающегося и отдаляющегося поезда. Роль гудка им выполняли группы трубачей, которые играли определённую ноту, находясь в открытом вагоне движущегося состава.

Бёйс-Баллот пускал трубачей мимо людей с хорошим слухом, которые фиксировали изменение ноты при различной скорости состава. Затем он повторил этот эксперимент, поместив трубачей на платформу, а слушателей – в вагон. Доплер же фиксировал диссонанс нот двух групп трубачей, которые приближались и отдалялись от него одновременно, играя одну ноту.

В обоих случаях эффект Доплера для звуковых волн успешно подтвердился. Более того, каждый из нас может провести этот эксперимент в повседневной жизни и подтвердить его для себя. Поэтому не смотря на то, что эффект открытие Доплера подвергалось критике со стороны современников, дальнейшие исследования сделали его неоспоримым.

Красное смещение

Красное смещение

Как отмечалось ранее, эффект Доплера применяется для определения скорости космических объектов относительно наблюдателя.

Тёмные линии на спектре космических объектов изначально всегда расположены в строго фиксированном месте. Это место соответствует длине волны поглощениям того или иного элемента. У приближающегося или удаляющегося объекта все полосы меняют своё положения в фиолетовую или красную область спектра соответственно. Сравнивая спектральные линии земных химических элементов с аналогичными линиями на спектрах звёзд, можно оценить с какой скоростью приближается или удаляется от нас объект.

Красное смещение на спектрах галактик было обнаружено американским астрономом Весто Слайфером в 1914 году. Его соотечественник Эдвин Хаббл сопоставлял, открытые им же, расстояния до галактик с величиной их красного смещения. Так в 1929 году он пришёл к выводу, что чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Как окажется в последствие, открытый им закон был довольно неточен и не совсем верно описывал реальную картину. Однако Хаббл задал верную тенденцию для дальнейших исследований других учёных, которые впоследствии введут понятия космологического красного смещения.

Космологическое красное смещение

Космологическое красное смещение

В отличие от доплеровского красного смещения, возникающего из-за собственного движения галактик относительно нас, космологическое возникает из-за расширения пространства. Как известно, Вселенная равномерно расширяется по всему своему объёму. Поэтому чем дальше друг от друга две галактики, тем с большими скоростями они разбегаются друг от друга. Так каждый мегапарсек между галактиками каждую секунду удалят их друг от друга примерно на 70 километров. Это величина называется постоянной Хаббла. Что интересно, изначально сам Хаббл оценил свою постоянную в целых 500 км/с на мегапарсек.

Это объясняется тем, что он никак не учитывал то, что красное смещение любой галактики складывается из двух разных красных смещений. Помимо того, что галактиками движет расширение Вселенной, они также совершают собственные движения. Если релятивистское красное смещение имеет одинаковое распределение для всех расстояний, то доплеровское принимает самые непредсказуемые расхождения. Ведь собственное движение галактик внутри их скоплений зависит лишь от взаимных гравитационных воздействий.

Близкие и далёкие галактики

Галактика Андромеда или M31

Между близкими галактиками постоянная Хаббла практически не применима для оценки расстояний между ними. К примеру, галактика Андромеда относительно нас имеет суммарное фиолетовое смещение, так как приближается к Млечному Пути со скоростью около 150 км/с. Если мы применим к ней закон Хаббла, то она должна удаляться от нашей галактики со скоростью 50 км/с, что совсем не соответствует реальности.

Для далёких же галактик доплеровское красное смещение практически неощутимо. Их скорость удаления от нас лежит в прямой зависимости от расстояния и с небольшой погрешностью соответствует постоянной Хаббла. Так самые далёкие квазары удаляются от нас скоростью большей, чем скорость света. Как это ни странно, это не противоречит теории относительности, ведь это скорость расширяющегося пространства, а не самих объектов. Поэтому важно уметь различать доплеровское красное смещение от космологического.

Также стоит отметить, в случае электромагнитных волн имеют место быть и релятивистские эффекты. Сопутствующие искажение времени и изменение линейных размеров при движении тела относительно наблюдателя также влияют на характер волны. Как и в любом случае с релятивистскими эффектам

Эффект Доплера в астрономии

Несомненно, без эффекта Доплера, с помощью которого произошло открытие красного смещения, мы бы не знали о крупномасштабной структуре Вселенной. Однако не только этим астрономы обязаны этому свойству волн.

Эффект Доплера позволяет обнаружить незначительные отклонения в положении звёзд, которые могут создавать планеты, обращающиеся вокруг них. Благодаря этому было открыто сотни экзопланет. Также он используется для подтверждения наличия экзопланет, предварительно обнаруженных с помощью других методов.

Двойная система коричневых карликов

Эффект Доплера сыграл решающую роль в исследовании тесных звёздных систем. Когда две звезды настолько близки, что их невозможно увидеть по-отдельности, на помощь астрономам приходит эффект Доплера. Он позволяет проследить невидимое взаимное движение звёзд по их спектру. Такие звёздные системы даже получили название «оптически двойные».

С помощью эффекта Доплера можно оценить не только скорость космического объекта, но и скорость его вращения, расширения, скорость его атмосферных потоков и многого другого. Скорость колец Сатурна, расширения туманностей, пульсации звёзд – всё это измерена благодаря этому эффекту. С помощью него даже определяют температуру звёзд, ведь температура также являет собой показатель движения. Можно сказать, что практически всё, что связано со скоростями космических объектов, современные астрономы измеряют, использую именно эффекту Доплера.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 27317

Запись опубликована: 16.08.2015
Автор: Максим Заболоцкий

Ультразвуковая допплерография: медицинский тест MedlinePlus

Что такое ультразвуковая допплерография?

Ультразвуковая допплерография — это визуализирующий тест, в котором используются звуковые волны, чтобы показать движение крови по кровеносным сосудам. Обычный ультразвук также использует звуковые волны для создания изображений структур внутри тела, но он не может показать кровоток.

Ультразвуковая допплерография работает путем измерения звуковых волн, которые отражаются от движущихся объектов, таких как эритроциты. Это известно как эффект Доплера.

Существуют различные типы ультразвуковой допплерографии. К ним относятся:

• Цветной допплер. Этот тип допплера использует компьютер для преобразования звуковых волн в разные цвета. Эти цвета показывают скорость и направление кровотока в режиме реального времени.
• Энергетический допплер , более новый тип цветного допплера. Он может предоставить более подробную информацию о кровотоке, чем стандартный цветной доплер. Но он не может показать направление кровотока, что может быть важно в некоторых случаях.
• Спектральный допплер. Этот тест показывает информацию о кровотоке на графике, а не на цветных картинках. Это может помочь показать, какая часть кровеносного сосуда заблокирована.
• Дуплексный допплер. В этом тесте используется стандартный ультразвук для получения изображений кровеносных сосудов и органов. Затем компьютер превращает изображения в график, как в спектральном допплеровском режиме.
• Непрерывно-волновой допплер. В этом тесте звуковые волны посылаются и принимаются непрерывно. Это позволяет более точно измерять кровь, которая течет с большей скоростью.

Другие названия: ультразвуковая допплерография

Для чего он используется?

Ультразвуковая допплерография используется, чтобы помочь поставщикам медицинских услуг выяснить, есть ли у вас заболевание, снижающее или блокирующее кровоток. Его также можно использовать для диагностики некоторых сердечных заболеваний. Тест чаще всего используется для:

• Проверка работы сердца. Это часто делается вместе с электрокардиограммой, тестом, который измеряет электрические сигналы в сердце.
• Ищите блокировку кровотока. Блокированный кровоток в ногах может вызвать состояние, называемое тромбозом глубоких вен (ТГВ).
• Проверить наличие повреждений кровеносных сосудов и дефектов строения сердца.
• Ищите сужение кровеносных сосудов. Сужение артерий на руках и ногах может означать, что у вас заболевание, называемое заболеванием периферических артерий (ЗПА). Сужение артерий на шее может означать, что у вас есть состояние, называемое стенозом сонных артерий.
• Мониторинг кровотока после операции.
• Проверка нормального кровотока у беременной женщины и ее будущего ребенка.

Зачем мне нужна ультразвуковая допплерография?

Вам может потребоваться ультразвуковая допплерография, если у вас есть симптомы снижения кровотока или заболевания сердца. Симптомы варьируются в зависимости от состояния, вызвавшего проблему. Ниже приведены некоторые распространенные состояния и симптомы кровотока.

Симптомы заболевания периферических артерий (ЗПА) включают:

• Онемение или слабость в ногах
• Болезненные спазмы в бедрах или мышцах ног при ходьбе или подъеме по лестнице
• Ощущение холода в голени или стопе
• Изменение цвета и/или блеск кожи на ноге

Симптомы проблем с сердцем включают:

• Одышку
• Отек ног, ступней и/или живота
• Усталость

Вам также может понадобиться ультразвуковую допплерографию, если вы:

• Перенесли инсульт. После инсульта ваш лечащий врач может назначить специальный вид допплеровского исследования, называемый транскраниальным доплером, для проверки притока крови к мозгу.
• У вас были повреждены кровеносные сосуды.
• Лечатся от нарушения кровотока.
• Вы беременны, и ваш врач считает, что у вас или вашего будущего ребенка могут быть проблемы с кровотоком. Ваш врач может заподозрить проблему, если ваш нерожденный ребенок меньше, чем должен быть на данном этапе беременности, или если у вас есть определенные проблемы со здоровьем. К ним относятся серповидно-клеточная анемия или преэклампсия, тип высокого кровяного давления, которым страдают беременные женщины.

Что происходит во время допплерографии?

Ультразвуковая допплерография обычно включает следующие этапы:

• Вы ляжете на стол, обнажая проверяемую часть тела.
• Медицинский работник нанесет специальный гель на кожу в этом месте.
• Медицинский работник будет перемещать устройство в виде жезла, называемое датчиком, над участком.
• Устройство посылает звуковые волны в ваше тело.
• Движение клеток крови вызывает изменение высоты звуковых волн. Во время процедуры вы можете услышать свистящие или пульсирующие звуки.
• Волны записываются и преобразуются в изображения или графики на мониторе.
• После завершения теста медработник сотрет гель с вашего тела.
• Тест занимает около 30-60 минут.

Нужно ли мне что-то делать для подготовки к тесту?

Для подготовки к ультразвуковой допплерографии вам может потребоваться:

• Снять одежду и украшения с участка тела, на котором проводится обследование.
• Избегайте сигарет и других продуктов, содержащих никотин, за два часа до исследования. Никотин вызывает сужение кровеносных сосудов, что может повлиять на ваши результаты.
• Для некоторых типов допплеровских тестов вас могут попросить воздержаться (не есть и не пить) в течение нескольких часов перед тестом.

Ваш лечащий врач сообщит вам, нужно ли вам что-либо сделать для подготовки к тесту.

Есть ли риски для теста?

Нет никаких известных рисков при проведении ультразвуковой допплерографии. Он также считается безопасным во время беременности.

Что означают результаты?

Если ваши результаты не соответствуют норме, это может означать, что у вас:

• Закупорка или тромб в артерии
• Сужение кровеносных сосудов
• Аномальный кровоток
• Аневризма, баллоноподобная выпуклость в артериях. Это приводит к тому, что артерии растягиваются и истончаются. Если стенка становится слишком тонкой, артерия может разорваться, вызывая опасное для жизни кровотечение.

Результаты также могут показать наличие аномального кровотока у будущего ребенка.

Значение ваших результатов будет зависеть от того, какая часть тела тестировалась. Если у вас есть вопросы о ваших результатах, поговорите со своим лечащим врачом.

Ссылки

1. Johns Hopkins Medicine [Интернет]. Университет Джона Хопкинса; c2020. Медицина Джона Хопкинса: Медицинская библиотека: УЗИ органов малого таза; [цитировано 23 июля 2020 г.]; [около 3 экранов]. Доступно по адресу: https://www.hopkinsmedicine.org/healthlibrary/conditions/adult/radiology/ultrasound_85,p01298
.
2. Клиника Майо [Интернет]. Фонд Мэйо по медицинскому образованию и исследованиям; c1998–2019. Ультразвуковая допплерография: для чего она используется?; 17 декабря 2016 г. [цитировано 1 марта 2019 г.]; [около 3 экранов]. Доступно по адресу: https://www.mayoclinic.org/doppler-ultrasound/expert-answers/faq-20058452
3. Клиника Майо [Интернет]. Фонд Мэйо по медицинскому образованию и исследованиям; c1998–2019. Электрокардиограмма (ЭКГ или ЭКГ): О; 27 февраля 2019 г. [цитировано 1 марта 2019 г.]; [около 3 экранов]. Доступно по адресу: https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/ekg/about/pac-20384983
.
4. Клиника Майо [Интернет]. Фонд Мэйо по медицинскому образованию и исследованиям; c1998–2019. Заболевание периферических артерий (ЗПА): симптомы и причины; 17 июля 2018 г. [цитировано 1 марта 2019 г.]; [около 3 экранов]. Доступно по адресу: https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/peripheral-artery-disease/symptoms-causes/syc-20350557
5. Руководство Merck, версия для потребителей [Интернет]. Кенилворт (Нью-Джерси): Merck & Co., Inc.; c2019. Ультразвуковая эхография; [обновлено в августе 2015 г.; процитировано 1 марта 2019 г.]; [около 3 экранов]. Доступно по адресу: https://www.merckmanuals.com/home/special-subjects/common-imaging-tests/ultrasonography
.
6. Национальный институт сердца, легких и крови [Интернет]. Bethesda (MD): Министерство здравоохранения и социальных служб США; эхокардиография; [цитировано 1 марта 2019 г.]; [около 2 экранов]. Доступно по адресу: https://www.nhlbi.nih.gov/health-topics/echocardiography
7. Национальный институт сердца, легких и крови [Интернет]. Bethesda (MD): Министерство здравоохранения и социальных служб США; Сердечная недостаточность; [цитировано 1 марта 2019 г.]; [около 2 экранов]. Доступно по адресу: https://www. nhlbi.nih.gov/health-topics/heart-failure
.
8. Novant Health: Система здоровья UVA [Интернет]. Новая система здравоохранения; c2018. УЗИ и допплерография; [цитировано 1 марта 2019 г.]; [около 4 экранов]. Доступно по адресу: https://www.novanthealthuva.org/services/imaging/diagnostic-exams/ultrasound-and-doppler-ultrasound.aspx
9. Radiology Info.org [Интернет]. Радиологическое общество Северной Америки, Inc.; c2019. ультразвуковая допплерография; [цитировано 1 марта 2019 г.]; [около 3 экранов]. Доступно по адресу: https://www.radiologyinfo.org/en/glossary/glossary1.cfm?gid=96
.
10. Radiology Info.org [Интернет]. Радиологическое общество Северной Америки, Inc.; c2019. Общее УЗИ; [цитировано 1 марта 2019 г.]; [около 3 экранов]. Доступно по адресу: https://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=genus
.
11. Ридер Г.С., Карри П.Дж., Хаглер Д.Дж., Таджик А.Дж., Сьюард Дж.Б. Использование допплеровских методов (непрерывно-волновой, импульсно-волновой и цветовой визуализации потока) в неинвазивной гемодинамической оценке врожденного порока сердца. Mayo Clin Proc [Интернет]. 1986 сентября [цитировано 1 марта 2019 г.]; 61: 725–744. Доступно по адресу: https://www.mayoclinicproceedings.org/article/S0025-6196(12)62774-8/pdf
.
12. Stanford Health Care [Интернет]. Стэнфордское здравоохранение; c2020. ультразвуковая допплерография; [цитировано 23 июля 2020 г.]; [около 6 экранов]. Доступно по адресу: https://stanfordhealthcare.org/medical-tests/u/ultrasound/procedures/doppler-ultrasound.html
.
13. Университет штата Огайо: Медицинский центр Векснера [Интернет]. Колумбус (Огайо): Университет штата Огайо, Медицинский центр Векснера; ультразвуковая допплерография; [цитируется 2019 г.1 марта]; [около 4 экранов]. Доступно по ссылке: https://wexnermedical.osu.edu/heart-сосудистые/условия-лечения/допплер-ультразвук
14. UF Health: Университет здоровья Флориды [Интернет]. Гейнсвилл (Флорида): Университет здоровья Флориды; c2019. Дуплексное УЗИ: обзор; [обновлено 1 марта 2019 г .; процитировано 1 марта 2019 г.]; [около 2 экранов]. Доступно по адресу: https://ufhealth.org/duplex-ultrasound
.
15. UW Health [Интернет]. Мэдисон (Висконсин): Управление больниц и клиник Университета Висконсина; c2019. Ультразвуковая допплерография: как это делается; [обновлено 9 октября 2017 г .; процитировано 1 марта 2019 г.]; [около 5 экранов]. Доступно по адресу: https://www.uwhealth.org/health/topic/medicaltest/doppler-ultrasound/hw4477.html#hw4494
.
16. UW Health [Интернет]. Мэдисон (Висконсин): Управление больниц и клиник Университета Висконсина; c2019. Ультразвуковая допплерография: как подготовиться; [обновлено 9 октября 2017 г .; процитировано 1 марта 2019 г.]; [около 4 экранов]. Доступно по адресу: https://www.uwhealth.org/health/topic/medicaltest/doppler-ultrasound/hw4477.html#hw449.2
17. UW Health [Интернет]. Мэдисон (Висконсин): Управление больниц и клиник Университета Висконсина; c2019. Ультразвуковая допплерография: результаты; [обновлено 9 октября 2017 г .; процитировано 1 марта 2019 г.]; [около 8 экранов]. Доступно по адресу: https://www.uwhealth.org/health/topic/medicaltest/doppler-ultrasound/hw4477.html#hw4516
.
18. UW Health [Интернет]. Мэдисон (Висконсин): Управление больниц и клиник Университета Висконсина; c2019. Ультразвуковая допплерография: риски; [обновлено 9 октября 2017 г .; процитировано 1 марта 2019 г.]; [около 7 экранов]. Доступно по адресу: https://www.uwhealth.org/health/topic/medicaltest/doppler-ultrasound/hw4477.html#hw4514
19. UW Health [Интернет]. Мэдисон (Висконсин): Управление больниц и клиник Университета Висконсина; c2019. Ультразвуковая допплерография: обзор теста; [обновлено 9 октября 2017 г .; процитировано 1 марта 2019 г.]; [около 2 экранов]. Доступно по адресу: https://www.uwhealth.org/health/topic/medicaltest/doppler-ultrasound/hw4477.html#hw4480
.
20. UW Health [Интернет]. Мэдисон (Висконсин): Управление больниц и клиник Университета Висконсина; c2019. Ультразвуковая допплерография: зачем это делается; [обновлено 9 октября 2017 г .; процитировано 1 марта 2019 г. ]; [около 3 экранов]. Доступно по адресу: https://www.uwhealth.org/health/topic/medicaltest/doppler-ultrasound/hw4477.html#hw4485

Эффект Доплера — ВикиЛекции

Из ВикиЛекций

(Перенаправлено из Эффект Доплера)

Спасибо за ваши комментарии.

Спасибо за рецензирование этой статьи.

Ваш отзыв не вставлен (допускается один отзыв на статью в день)!

Эффект Доплера можно определить как наблюдаемое изменение частоты волны, когда наблюдатель и источник движутся относительно друг друга. Другими словами, это увеличение или уменьшение частоты волн (например, звуковых или световых) по мере того, как источник и наблюдатель движутся навстречу друг другу или удаляются друг от друга.

Это явление было названо в честь австрийского физика Кристиана Доплера, который предложил его в 1842 году во время учебы в Пражском политехническом университете.

Содержание

• 1 Понимание эффекта Доплера
• 2 Уравнение
• 3 Использование эффекта Доплера
  • 3. 1 Астрономия
  • 3.2 Медицинская визуализация
  • 3.3 Радар
• 4 ссылки
  • 4.1 Связанные статьи
  • 4.2 Внешние ссылки
  • 4.3 Библиография

Понимание эффекта Доплера[править | править источник]

Понимание эффекта Доплера — движущийся источник шума

Наблюдаемые изменения частоты, связанные с эффектом Доплера, можно объяснить следующим образом:

• Когда источник движется к наблюдателю, каждая последующая волна излучается из позиции, расположенной ближе к наблюдателю, чем предыдущая волна. Таким образом, при движении волны, по-видимому, группируются вместе, и время между приходом к наблюдателю последовательных гребней волн уменьшается (таким образом, уменьшается длина волны), что приводит к увеличению частоты, поскольку скорость постоянна.

• Однако, когда источник удаляется от наблюдателя, каждая волна излучается дальше от наблюдателя, чем предыдущая волна, что делает волны более распространенными, тем самым увеличивая длину волны и уменьшая частоту. Интересно отметить, что ни в одном из этих случаев частота звука не является постоянной величиной.

Когда источник движется, а наблюдатель неподвижен, можно использовать следующее уравнение.

, где

f — наблюдаемая частота, f ₀ — реальная частота, C — скорость волн в среде, Vs — скорость источника

Следует отметить, что Vs положителен, когда источник удаляется от наблюдателя, и отрицателен, когда источник движется к наблюдателю.

Таким же образом, когда источник неподвижен, а наблюдатель движется относительно него, уравнение выглядит следующим образом :

Символы обозначают те же величины, что и упомянутые выше, а Vo — скорость наблюдателя. В отличие от предыдущего, Vo положителен, когда наблюдатель движется к источнику, и отрицателен, когда он удален от источника.

Когда и источник, и наблюдатель движутся относительно друг друга, эти уравнения можно объединить, чтобы сформировать приведенное ниже уравнение.

Астрономия[править | править источник]

Эффект Доплера используется для измерения скорости, с которой звезды и галактики приближаются или удаляются от нас, в механизме, называемом красным смещением или синим смещением. Красное смещение возникает, когда видимый свет, исходящий от удаляющегося объекта, пропорционально увеличивается по длине волны или смещается в красную часть спектра. Наоборот происходит с синим смещением. Поскольку синий свет имеет более высокую частоту, чем красный свет, спектральные линии приближающегося источника астрономического света демонстрируют синее смещение, а линии удаляющегося астрономического источника света демонстрируют красное смещение.

Медицинская визуализация[править | править код]

В медицине эффект Доплера можно использовать для измерения направления и скорости кровотока в артериях и венах. Это используется в эхокардиограммах и медицинском УЗИ и является эффективным инструментом диагностики сосудистых проблем.